1 调配网络设计与优化
1.1 调配网络设计方法
在中波广播双频共塔天线的调配网络设计中，合理的设计方法对于确保发射系统的高效运行至关重要。调配网络设计首先需要考虑的是天线的物理布局和参数设置，这包括天线的位置、角度及其他与传输性能相关的因素。为了最大化覆盖范围和信号质量，天线的放置应尽可能靠近目标区域，同时避免相互之间的干扰。天线的高度也是一个关键参数，它直接影响到信号的传播距离和方向[1]。在确定了天线的基本布局后，下一步是对调配网络进行参数优化。这涉及算法的选择和应用，目的是在满足特定条件（如功率限制、频率分配等）的前提下，优化网络的性能。常见的优化算法包括遗传算法、粒子群优化算法等，这些算法能够在大规模搜索空间中寻找到最优或近似最优解。除天线的物理布局和参数优化外，还需要对网络进行性能评估。性能评估指标通常包括信噪比（Signal-to-noise Ratio, STNR）、误码率（Error Rate, ER）、覆盖范围等，通过这些指标可以全面地评价调配网络的性能，为后续的优化提供依据。
在实际操作中，调配网络设计方法的选择和应用需要根据具体情况灵活调整。例如，在某些情况下，可能需要采用多目标优化方法来平衡不同的性能指标；在其他情况下，则可能更注重特定性能指标的优化[2]。随着技术的发展，新的设计方法和算法不断涌现，如基于机器学习的自适应调配网络设计方法等，这些都为提高中波广播双频共塔天线调配网络的设计效率和性能提供了新的思路与工具。
1.2 调配网络参数优化算法
在进行中波广播双频共塔天线调配网络调试的过程中，调配网络参数的优化是提高系统性能的关键。
1.2.1 利用好遗传算法
遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的搜索算法，通过迭代过程不断寻找最优解。该算法主要包括选择、交叉和变异三个步骤。
选择操作是指从当前种群中选取适应度较高的个体作为下一代的父代。适应度函数是根据问题特性定义的，用以评价个体的优劣。在本研究中，适应度函数定义为
（1）
式（1）中，表示在给定参数设置下的系统误差[3]。
交叉操作是指将两个父代个体按照一定规则混合，产生子代。常见的交叉方式有单点交叉和多点交叉。
变异操作是指随机改变个体某些基因的值，以增加种群的多样性。
经过多轮迭代后，遗传算法可以找到近似最优的调配网络参数。以下是一个简化的遗传算法实现步骤：初始化种群—计算每个个体的适应度—选择适应度高的个体作为父代—进行交叉操作生成子代—进行变异操作—替换原种群—检查停止条件（如达到预设的迭代次数或适应度达到阈值）[4]。
通过这种方法，我们可以有效地优化调配网络参数，提高中波广播双频共塔天线调配网络的性能。
1.2.2 关注网络参数设置
中波广播双频共塔天线调配网络参数是一项复杂的工程任务，需要考虑多方面因素，包括频率分配、天线方向图、功率输出等。工程人员要确定广播频率的分配，包括双频共塔天线的工作频率范围和频率间隔，以避免干扰和频谱碰撞。设计和调整双频共塔天线的方向图，使其在指定的覆盖区域内达到最佳的信号覆盖和接收效果。确定双频共塔天线的功率输出，包括主要和辅助频率的功率分配，以保证信号质量和覆盖范围的平衡。调整双频共塔天线的倾角和方向，使其与其他天线协调工作，最大限度地提高信号覆盖和接收效果。
1.3 中波广播双频技术及调配网络性能评估要求
中波广播双频技术是指在中波（AM）广播中使用两个频率同时进行信号传输的技术。这种技术的主要目的是改善广播覆盖范围和质量，特别是在城市密集区域或者地形复杂的地区。传统的中波广播使用单一频率进行信号传输，由于中波信号的特性，如反射、多径效应和天线方向性等，使得在城市地区或者山区等地形复杂的地方，广播信号往往会受到较大的干扰和衰减，导致接收质量不佳或者信号覆盖不全。为了解决这些问题，中波广播双频技术被引入，其基本原理如下：一是主频（Primary Channel）和辅频（Auxiliary Channel）。中波广播双频系统中，通常会有一个主频和一个辅频。主频是主要的广播频率，辅频则是辅助的广播频率。二是同步播放。主频和辅频同时播放相同的广播内容，但频率不同。这样做的目的是利用多路径传播的效果，通过两个频率的叠加来增强信号的稳定性和覆盖范围。接收设备通常会同时接收主频和辅频的信号，然后利用信号处理技术（如多路径合成）来提高信号的品质和接收效果。这种技术可以有效地减少因多径效应和天线方向性而引起的信号衰减问题。
中波广播双频技术使得广播信号能够更广泛地覆盖城市和山区等地形复杂区域，同时提升接收质量，减少了信号的失真和干扰，从而改善了广播的覆盖效果和听众的接收体验。在中波广播双频共塔天线调配网络的研究中，评估其性能的指标对于优化设计和提高传输效率至关重要。表1是几个关键的性能评估指标：
表1 中波广播双频共塔天线调配的性能评估指标
这些指标不仅可以量化调配网络的性能，还能为进一步的优化提供依据，能够帮助工程人员更准确地评估和改进中波广播双频共塔天线调配网络的设计与实施效果。在实际操作中，需要根据具体情况和目标，权衡各项指标的重要性，制定出最适合的调配策略。
2中波广播双频共塔天线调配网络调试方法
2.1做好调试前准备工作
在进行中波广播双频共塔天线调配网络的调试之前，需要做好充分的准备工作，具体包括人员培训、设备检查及安全措施的制定等多个方面。通过准备工作，可以确保调试过程顺利进行，并最大限度地减少意外事件的发生[5]。人员的专业培训是保证调试工作质量的基础，设备的检查则直接关系到调试结果的准确性。此外，安全措施的制定和调试工具的准备也是不可忽视的环节。最后，数据记录工具的准备将为后续的数据分析提供便利。
2.2 调试步骤一：信号源设置与校准
在进行中波广播双频共塔天线调配网络的调试过程中，信号源的设置与校准是确保实验精度和结果可靠性的重要环节。本步骤主要涉及信号源的选择、设置及校准过程，旨在保证后续测试阶段能够获得稳定且准确的信号输入。信号源的选择依据包括其频率范围、输出功率、信噪比等关键参数。为适应本研究的需求，选用的信号源必须能够覆盖中波广播的工作频段，并具有足够的输出功率以满足天线系统的测试要求。
设置与校准过程：第一，根据所选信号源的技术规格书，将其输出功率调整至推荐水平。第二，使用专业设备对信号源的频率进行校准，确保其在工作频段内的准确性。第三，测量信号源的信噪比，确保其满足实验要求[6]。
通过相关步骤和参数设置，可以确保信号源的准确性和可靠性，为后续的接收机参数设置与校准及天线参数设置与校准奠定基础。在信号源校准完成后，将进入接收机参数的设置与校准阶段，以确保整个调试流程的连贯性和高效性。
2.3 调试步骤二：接收机参数的设置与校准
在进行中波广播双频共塔天线调配网络的调试过程中，接收机参数的设置与校准是确保信号传输质量和接收效果的关键步骤。本节将详细介绍接收机参数设置与校准的具体方法和流程。
接收机参数设置主要包括频率、增益、灵敏度等关键指标的设定。为实现最佳的接收性能，必须精确地校准这些参数。
表2 接收机参数设置与校准表
表2展示了接收机参数设置前后的理想值与实际值，以及由此产生的偏差。通过对比可见，频率和灵敏度均达到了非常接近的目标值，但增益略有超出预期。因此，需要进一步调整增益，以确保接收机的工作状态更加稳定。
具体来说，可以利用以下公式计算增益的调整量：
这意味着需要将增益减少约2.2%，以使接收机的增益更接近标准值。调整后，再次进行测试，确保所有参数均达到最优状态。通过上述步骤，可以完成接收机参数的设置与校准，接下来，将继续进行天线参数的设置与校准，并根据实验结果不断优化调配网络的性能。
2.4 调试步骤三：天线参数设置与校准
在中波广播双频共塔天线的调试过程中，天线参数的设置与校准是至关重要的一环。这一步骤涉及天线的阻抗匹配、辐射模式、方向性等多个方面的优化，以确保信号传输的效率和质量。本节将详细介绍调试过程中的具体操作步骤[7]。
天线参数的设置首先需要基于理论计算和仿真分析。根据天线的工作频率和预期的覆盖范围，利用相应的公式来计算天线的长度、馈电点位置等关键参数。例如，对于一个半波偶极天线，其有效长度L可通过以下公式计算：
（4）
式（4）中，是天线工作频率下的波长，是光速，是天线的工作频率。
在实际操作中，还需要考虑到天线材料的特性、安装环境的影响等因素，具体技术路线包括：第一，适当调整。完成理论计算后，接下来是天线的物理制作和安装。
第二，校准阶段。校准过程中，需要使用专业的测试仪器，如网络分析仪，对天线的反射系数、传输系数等参数进行测量。通过比较理论值和实测值，评估天线的性能是否达标。虽然实测值与理论值存在一定的偏差，但总体上符合预期，说明天线参数的设置与校准基本达到了目标。
2.5 中波广播双频共塔天线的调配技术
中波广播双频共塔天线的调配技术是一种在同一广播塔上共享天线资源，用于同时传输两个不同频率的广播信号的技术。这种技术通常用于中波广播，旨在提高广播的覆盖范围和效果，尤其是在地形复杂或城市密集区域。
（1）中波广播双频共塔天线的调配技术的技术原理和实现方式
A、多频段天线设计
在同一广播塔上设计安装多频段的天线结构，能够支持同时传输两个不同频率的中波信号。这些天线可以是共用主天线结构的变频段天线，也可以是独立的天线单元。
B、天线指向性和频率分隔
天线的设计考虑到中波信号的频率特性和传播路径，确保两个频率的信号在广播覆盖区域内均匀分布，并且相互之间不会产生干扰或重叠。
（2）信号处理和调配技术
A、信号分配器和调制器
在广播发射设备处，使用专门的信号分配器和调制器，将广播内容同时调制到两个不同的频率上。
B、发射功率控制
确保两个频率的发射功率合适，并符合当地的广播法规和技术标准，同时保证良好的接收质量和覆盖范围。为了接收两个不同频率的广播信号，需要使用支持多频段接收的广播接收器。这些接收器能够同时处理并区分来自不同频率的信号，确保听众可以稳定地接收到清晰的广播内容。考虑到共塔天线的结构，需要优化天线系统的传输损耗和效率，确保信号的传输效果最大化。
3 实验设计与结果分析
3.1 实验设计
本研究旨在探索中波广播双频共塔天线调配网络的优化方法，以提高信号质量，扩大信号覆盖范围。为了达到这一目标，笔者设计了一系列实验，包括调试前准备、信号源设置与校准、接收机参数设置与校准及天线参数设置与校准等。通过实验，能够全面评估中波广播双频共塔天线调配网络的性能，并针对存在的问题采取相应的优化措施。接下来将详细介绍实验结果，以及基于实验结果得出的结论和展望。
3.2 实验结果分析
本研究通过对中波广播双频共塔天线调配网络进行调试，采集了一系列的实验数据，并以此为基础进行了深入的分析。在此次实验中，笔者主要关注调配网络的性能表现，包括信号质量、传输效率及稳定性等多个方面。
试后的网络在信号强度和信噪比方面与理论值相比有较大的偏差，但是在传输延迟方面表现较好。这说明虽然网络在整体性能上达到了预期目标，但仍存在一定的优化空间。在分析实验结果时，笔者还发现有两个关键因素会对网络性能产生影响。首先，天线参数的设置对于信号的接收质量至关重要，不合适的天线参数会导致信号强度下降，信噪比降低[8]。其次，调试过程中对于接收机和信号源的校准也非常关键，任何微小的误差都可能导致最终的性能指标不尽人意。
通过实验结果的分析，笔者认为未来进行中波广播双频共塔天线调配网络调试，可以做好以下几方面的工作：第一，完善培训和知识分享工作，将调试过程中积累的经验和知识进行分享和传承，包括内部培训、技术交流会议等，提升团队整体的技术水平和工作效率。第二，持续监测和维护，对调试后的中波广播系统进行持续监测和维护，定期检查设备运行状态、信号质量等，及时发现和解决问题，确保系统的稳定性和可靠性。第三，进行技术更新与升级，关注相关技术的更新和发展，及时进行系统升级和改进，以适应新的需求和挑战，提高中波广播系统的竞争力和适应性。
4 结语
文章通过深入分析和实验验证，探讨了中波广播双频共塔天线调配网络的设计、优化及调试方法，并对其性能进行了全面评估。研究发现，在多频共用的情况下，合理的调配网络设计可以有效提高信号的传输效率和接收质量，同时降低系统运行成本。调配网络设计方法的选取和参数优化算法的应用，对于确保网络性能达到最优状态至关重要。
参考文献：
[1]胡哲.中波广播双频共塔技术分析与实践[J].中国新通信,2023(1):64-66.
[2]罗春美.中波广播双频共塔天线匹配网络的设计与实现[J].电子世界,2021(24):65-66.
[3]王红燕.中波广播双频共塔天线加顶浅析[J].电脑爱好者(普及版)(电子刊),2021(9):469-470.
[4]马月爽.中波双频共塔天调网络的原理分析实例[J].中国有线电视,2023(7):35-37.
[5]陈钟祺.中波广播发射台双频共塔天调网络的优化设计与建设实践[J].黑龙江广播电视技术,2023(4):61-63.
[6]李国武,刘志强.浅谈中波双频共用天线匹配网络[J].数字通信世界,2022(8):47-49.
[7]王森.中波广播天调网络理论分析与验算[J].广播与电视技术,2023(10):99-102.
[8]次尼措姆.中波发射机双频共塔天线调配网络分析及调试分析[J].中国科技纵横,2023(6):65-67.
作者简介：李玎（1987—），男，河南安阳人，本科，工程师，研究方向为广电工程。
