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中图分类号：TN948.53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0105-03
为了保证信号或能量有效地从信号源传送到负载，需要进行阻抗匹配。传统的手工设计匹配网络因处理数据多为复数，计算及其繁琐；用经验可以较快地设计出匹配网络，只适合资深专家。用Smith圆图设计匹配网络有三大优势1，清晰直观；2、简单可靠；3、快速设计。（如图1）
一、双频共塔天调网络设计步骤
774kHZ、1035kHZ已知馈线特性阻抗为50欧，774kHZ天线阻抗为：18.8-j25，1035kHZ天线阻抗为：65+j61。干扰频率为603kHZ、900kHZ。
1、底负荷的选择：
为了简化天调网络，可使其中一个频率对应的天线阻抗经过底负荷预调后，实部直接变为特性阻抗50欧，为了泄放雷电，底负荷必须要有电感。具体选择哪个频率的天线阻抗使实部预调到特性阻抗，大体按照三个原则（1）实部预调到特性阻抗的天线阻抗尽可能使用一个电感来预调以减少元器件（2）尽量通过底负荷的接入将两个不同的天线阻抗变成相对一致，这样两频率的网络电流才能保持基本一致，提高网络的安全（3）天线阻抗经过预调后，由，U=I=可知，实部不能太小，实部太小，导线电流大，必须增加铜带宽度和铜线直径，增加了成本和网络负荷；虚部绝对值不能太大，虚部太大，节点电压大，视在功率变大，增加了元器件负荷。如果不能满足原则（2）（3），可在预调电感上并联电容来达到要求。
先选择774kHZ天线阻抗18.8-j25进行预调，对应图一中1点 ：
并联电感底负荷后，图一中1点沿着等电导圆逆时针方向运动，与等50欧电阻圆相交于2点和3点，由Smith圆图软件可直接读出底负荷值和预调后阻抗值
1点到2点：
底负荷L0=9.491uH，对应阻抗值为：50.000-j10.111
1点到3点：
底负荷L0= 6.986uH，对应阻抗值为：50.002+j10.106
uH时，1035kHZ对应天线阻抗65+j61预调后，阻抗变为12.840+j37.840；
当L0=6.986uH时，1035kHZ对应天线阻抗65+j61预调后，阻抗变为8.626+j31.306 ；
显然实部偏低，会使电流偏大，不符合要求。
再选择1035kHZ天线阻抗65+j61进行预调，对应图二中1点 ：
并联电感底负荷后，图二中1点沿着等电导圆逆时针方向运动，与等50欧电阻圆相交于2点，由Smith圆图软件可直接读出底负荷值和预调后阻抗值
1点到2点：
底负荷L0=71.319uH，对应阻抗值为：50.000+j60.103
当L0=71.319uH时，774kHZ对应天线阻抗18.8-j25预调后，阻抗变为21.760-j25.671。底负荷经验值一般取40uH到60uH左右，电感小了会使感抗偏小，射频损失偏大，电感大了不方便选取电感，不过稍大一点可以采取串联电感的方式满足要求，故取底负荷为L0=71.319uH。
2、1035kHZ网络设计
阻塞网络及阻抗匹配：（元器件图见图五）
1点并联底负荷L0=71.319uH后沿等电导圆逆时针运动到2点。
先串接阻塞774kHZ的并联谐振网络，设C1=2000pF则L1=21.141uH，谐振于774kHZ的C1、L1并联网络对1035kHZ的阻抗为-174.442欧，呈容性，对于1035kHZ而言相当于串了一个881.513pF的电容。在图三中的变化就是从2点沿等50欧电阻圆逆时针运动到3点，为了防雷串入一个C2=3000pF的隔直电容，再串入L2=25.464uH的电感匹配到纯阻50欧，不过为了让阻抗点的虚部绝对值不至于过大，先串入L2=25.464uH的电感沿等50欧电阻圆顺时针运动到4点，再串入C2=3000pF的电容沿等50欧电阻圆逆时针运动到匹配点纯阻50欧。
加入陷波603kHZ、900kHZ网络：（元器件图见图五）
L3=34.832uH、C3=2000pF串联谐振于603kHZ，对于1035kHZ的阻抗为149.629欧，呈感性，相当于并联一个23.009uH的电感，L4=31.272 uH、C4=1000pF串联谐振于900kHZ，对于1035kHZ的阻抗为49.592欧，呈感性，相当于并联一个7.626uH的电感，如图四所示，并联23.009uH的电感，从1点纯阻50欧匹配点沿等0.02西门子电导圆逆时针运动到2点，并联7.626uH的电感，从2点沿等0.02西门子电导圆逆时针运动到3点，为了还原到匹配点，要从3点沿等0.02西门子电导圆顺时针运动到4点纯阻50欧匹配点，即1，4点重合，从Smith圆图软件可得到要并联一个4128pF的电容，实际上用L5=17.918uH、C5=1000pF来代替。最后1035kHZ网络如图五所示。
3、最终双频共塔网络
774kHZ网络设计方法与1035KHZ网络一样，不再赘述，实际搭建网络时，应算出各节点的电压、电流及视在功率，选择合适功率、耐压值标称的电感和电容元件，最终网络如下图所示。
二、用Multisim进行带宽驻波比仿真测试
根据中波发射的特点，要求天调网络频带宽度为10KHz，即f0±10HZ时的天线驻波比（最大边频反射）要小于1.2 。天线驻波比（ρ）与反射系数（Γ）的公式为Γ=（ρ-1）/（ρ+1），图中功率增益参数TPG公式为TPG=10Lg（1-Γ*Γ），即天线驻波比ρ=1.2时，TPG=-0.036dB 。移动网络分析仪下方频率箭头，当︱TPG︱在0.036dB附近的频率即为单边频带宽度。从下图中可读出1035KHz天调网络频带宽度为-23KHz到+24KHz，774KHz天调网络电路的频带宽度为-14KHz到+10KHz到，均满足宽带指标，1035kHZ网络对774kHZ的衰减为-70.269dB，774kHZ网络对1035kHZ的衰减为-89.932dB，达到很好的抗干扰能力，符合设计要求。
通过774kHZ、1035kHZ双频共塔天调网络的设计实践，使用Smith圆图设计中波双频共塔天调网络，具有直观、可靠、设计方便等优点，它将在广播播出系统中得到越来越多的运用。
为了保证信号或能量有效地从信号源传送到负载，需要进行阻抗匹配。传统的手工设计匹配网络因处理数据多为复数，计算及其繁琐；用经验可以较快地设计出匹配网络，只适合资深专家。用Smith圆图设计匹配网络有三大优势1，清晰直观；2、简单可靠；3、快速设计。（如图1）
一、双频共塔天调网络设计步骤
774kHZ、1035kHZ已知馈线特性阻抗为50欧，774kHZ天线阻抗为：18.8-j25，1035kHZ天线阻抗为：65+j61。干扰频率为603kHZ、900kHZ。
1、底负荷的选择：
为了简化天调网络，可使其中一个频率对应的天线阻抗经过底负荷预调后，实部直接变为特性阻抗50欧，为了泄放雷电，底负荷必须要有电感。具体选择哪个频率的天线阻抗使实部预调到特性阻抗，大体按照三个原则（1）实部预调到特性阻抗的天线阻抗尽可能使用一个电感来预调以减少元器件（2）尽量通过底负荷的接入将两个不同的天线阻抗变成相对一致，这样两频率的网络电流才能保持基本一致，提高网络的安全（3）天线阻抗经过预调后，由，U=I=可知，实部不能太小，实部太小，导线电流大，必须增加铜带宽度和铜线直径，增加了成本和网络负荷；虚部绝对值不能太大，虚部太大，节点电压大，视在功率变大，增加了元器件负荷。如果不能满足原则（2）（3），可在预调电感上并联电容来达到要求。
先选择774kHZ天线阻抗18.8-j25进行预调，对应图一中1点 ：
并联电感底负荷后，图一中1点沿着等电导圆逆时针方向运动，与等50欧电阻圆相交于2点和3点，由Smith圆图软件可直接读出底负荷值和预调后阻抗值
1点到2点：
底负荷L0=9.491uH，对应阻抗值为：50.000-j10.111
1点到3点：
底负荷L0= 6.986uH，对应阻抗值为：50.002+j10.106
uH时，1035kHZ对应天线阻抗65+j61预调后，阻抗变为12.840+j37.840；
当L0=6.986uH时，1035kHZ对应天线阻抗65+j61预调后，阻抗变为8.626+j31.306 ；
显然实部偏低，会使电流偏大，不符合要求。
再选择1035kHZ天线阻抗65+j61进行预调，对应图二中1点 ：
并联电感底负荷后，图二中1点沿着等电导圆逆时针方向运动，与等50欧电阻圆相交于2点，由Smith圆图软件可直接读出底负荷值和预调后阻抗值
1点到2点：
底负荷L0=71.319uH，对应阻抗值为：50.000+j60.103
当L0=71.319uH时，774kHZ对应天线阻抗18.8-j25预调后，阻抗变为21.760-j25.671。底负荷经验值一般取40uH到60uH左右，电感小了会使感抗偏小，射频损失偏大，电感大了不方便选取电感，不过稍大一点可以采取串联电感的方式满足要求，故取底负荷为L0=71.319uH。
2、1035kHZ网络设计
阻塞网络及阻抗匹配：（元器件图见图五）
1点并联底负荷L0=71.319uH后沿等电导圆逆时针运动到2点。
先串接阻塞774kHZ的并联谐振网络，设C1=2000pF则L1=21.141uH，谐振于774kHZ的C1、L1并联网络对1035kHZ的阻抗为-174.442欧，呈容性，对于1035kHZ而言相当于串了一个881.513pF的电容。在图三中的变化就是从2点沿等50欧电阻圆逆时针运动到3点，为了防雷串入一个C2=3000pF的隔直电容，再串入L2=25.464uH的电感匹配到纯阻50欧，不过为了让阻抗点的虚部绝对值不至于过大，先串入L2=25.464uH的电感沿等50欧电阻圆顺时针运动到4点，再串入C2=3000pF的电容沿等50欧电阻圆逆时针运动到匹配点纯阻50欧。
加入陷波603kHZ、900kHZ网络：（元器件图见图五）
L3=34.832uH、C3=2000pF串联谐振于603kHZ，对于1035kHZ的阻抗为149.629欧，呈感性，相当于并联一个23.009uH的电感，L4=31.272 uH、C4=1000pF串联谐振于900kHZ，对于1035kHZ的阻抗为49.592欧，呈感性，相当于并联一个7.626uH的电感，如图四所示，并联23.009uH的电感，从1点纯阻50欧匹配点沿等0.02西门子电导圆逆时针运动到2点，并联7.626uH的电感，从2点沿等0.02西门子电导圆逆时针运动到3点，为了还原到匹配点，要从3点沿等0.02西门子电导圆顺时针运动到4点纯阻50欧匹配点，即1，4点重合，从Smith圆图软件可得到要并联一个4128pF的电容，实际上用L5=17.918uH、C5=1000pF来代替。最后1035kHZ网络如图五所示。
3、最终双频共塔网络
774kHZ网络设计方法与1035KHZ网络一样，不再赘述，实际搭建网络时，应算出各节点的电压、电流及视在功率，选择合适功率、耐压值标称的电感和电容元件，最终网络如下图所示。
二、用Multisim进行带宽驻波比仿真测试
根据中波发射的特点，要求天调网络频带宽度为10KHz，即f0±10HZ时的天线驻波比（最大边频反射）要小于1.2 。天线驻波比（ρ）与反射系数（Γ）的公式为Γ=（ρ-1）/（ρ+1），图中功率增益参数TPG公式为TPG=10Lg（1-Γ*Γ），即天线驻波比ρ=1.2时，TPG=-0.036dB 。移动网络分析仪下方频率箭头，当︱TPG︱在0.036dB附近的频率即为单边频带宽度。从下图中可读出1035KHz天调网络频带宽度为-23KHz到+24KHz，774KHz天调网络电路的频带宽度为-14KHz到+10KHz到，均满足宽带指标，1035kHZ网络对774kHZ的衰减为-70.269dB，774kHZ网络对1035kHZ的衰减为-89.932dB，达到很好的抗干扰能力，符合设计要求。
通过774kHZ、1035kHZ双频共塔天调网络的设计实践，使用Smith圆图设计中波双频共塔天调网络，具有直观、可靠、设计方便等优点，它将在广播播出系统中得到越来越多的运用。