贾普润 （山西省广播电视局中波台管理中心大同中波台，山西 大同 037000）

摘要：在中波发射过程中，信号传输效率与系统稳定性经常受到频率干扰与阻抗不匹配的限制，对广播质量及设备性能产生 影响。带通滤波器匹配技术作为优化天馈系统性能的关键，具有良好的频率选择性和阻抗适配能力，可以有效滤除非目标频 段的高频噪声和谐波干扰，进而提高系统的功率传输效率。在介绍带通滤波器匹配技术的基础上，探讨其在中波发射机天馈 系统中的实际应用，重点分析其与阻抗匹配网络协同作用下对信号传输质量与系统稳定性的提升效果。实验结果表明，该技 术在提升系统效率、抑制干扰信号等方面的作用显著，为优化中波发射系统的性能提供了理论支撑及工程参考。

关键词：带通滤波器；中波发射机；天馈系统；信号传输

Research on Application of Bandpass Filter Matching Technology in the Antenna Feeder System of Medium Wave Transmitters

Abstract: In the process of medium wave transmission, signal transmission efficiency and system stability are often limited by frequency interference and impedance mismatch, which affects broadcast quality and equipment performance. As the key to optimizing the performance of the antenna feeder system, bandpass filter matching technology has good frequency selectivity and impedance adaptation capabilities, which can effectively filter out high-frequency noise and harmonic interference in non target frequency bands, thereby improving the power transmission efficiency of the system. Based on the introduction of bandpass filter matching technology, this paper explores its practical application in the mid wave transmitter antenna system, with a focus on analyzing its synergistic effect with impedance matching network on improving signal transmission quality and system stability. The experimental results show that this technology plays a significant role in improving system efficiency and suppressing interference signals, providing theoretical support and engineering reference for optimizing the performance of medium wave transmission systems.

Keywords: bandpass filter; medium wave transmitter; antenna feeder system; signal transmission

0 引言 

    中波发射机在广播信号传输过程中发挥着重 要作用，但在现实应用场景中，信号传输效率与系 统稳定性经常受到频率干扰和阻抗不匹配的影响。 这些问题会导致信号衰减，影响发射机的工作稳定 性和广播信号的质量。在此背景下，如何有效提高 广播信号的质量，成为中波技术面临的重要挑战。 带通滤波器匹配技术可以有效解决这些问题，通过 滤除不必要的高频噪声和谐波信号，实现优化信号 传输的目标。文章探讨了带通滤波器匹配技术在中 波发射机天馈系统中的应用，并通过实验验证其优化效果。 

1 带通滤波器匹配技术概述

    带通滤波器是一种典型的频率选择性器件，用 于滤除射频放大器产生的多余频率成分，并输出基 波电压。在放大器输入端使用带通滤波器，可避免 低频噪声影响高频放大性能；在输出端使用带通滤 波器，可防止高频寄生信号通过天线辐射干扰其他 设备 [1]。在中波发射机天馈系统中，带通滤波器匹 配技术的应用是一个由参数调谐、频率控制、匹配 网络配置和信号干扰管理构成的系统性工程，旨在 实现信号传输效率与系统稳定性的全面提升 [2]。 

2 带通滤波器匹配技术在中波发射机 中的具体应用 

2.1 中心频率精准调控与信号覆盖范围的协同 优化

    中波发射系统对信号方向性以及辐射覆盖范 围具有严格要求，其技术应用的首要任务是保证工 作频段内稳定输出主频信号 [3]。带通滤波器的中心 频率需要准确覆盖载波频率，通带带宽需要覆盖信 号主要频谱，以避免主信号受杂散频率干扰 [4]。中 心频率的计算公式为

式中：fc 为带通滤波器的中心频率，决定了滤波器 的工作频段；L 为电感值；C 为电容值。为实现频 点精度控制，需要借助频谱分析仪提取输出频谱的 主瓣中心，若 fc 与目标频率偏差超出 ±1.2 kHz，应 适当微调 L 或 C，从而确保 fc 与目标频率保持一致。 这一操作是为了提高信号的频率精度，避免干扰频 率的影响，提升信号的稳定性和传输效率 [5]。 

2.2 匹配网络集成设计与系统稳定性的动态保障

    滤波器与天馈系统之间如果存在阻抗不匹配 的问题，就会出现信号反射，导致功率传输效率降 低，可能会对发射机造成能量回馈冲击。为了解决 此类问题，采用 π 型匹配网络结构，在输入与输出 端之间引入串联电感与并联电容的组合，构成可调 节阻抗的匹配路径。反射系数 Γ 的计算公式为

式中：ZM 为天馈输入端阻抗；ZS 为发射机输出阻 抗。为获取准确阻抗值，调试阶段使用矢量网络分 析仪扫描系统输入端口，实时获取阻抗谱线。如果|Γ| 大于 0.15，说明存在显著反射，需要通过调节 π 型网络中的串联电感值或并联电容参数进行修正。 使 |Γ| 小于 0.05，确保系统驻波比（Voltage Standing Wave Ratio，VSWR）维持在 1.10 ～ 1.25，从而保障 系统在长时间运行过程中的信号稳定性。

2.3 基于主动识别机制驱动的干扰信号深度抑制策略 

    采用前后级双滤波段配置与动态检测算法，对 干扰信号行为进行分析与识别 [6]。采用包络突变模 型进行干扰判断，核心公式为

式中：∆s(t) 为当前采样时刻 t 的信号幅度差值；s(t) 为当前采样幅值；∆t 为采样间隔（设为 10 μs）； s(t-∆t) 为 t-∆t 时刻的采样幅值。通过式（3）监测 信号的幅度变化，一旦连续 3 次采样中任意一项 ∆s(t) 超过设定的干扰判定阈值，就能判定信号中有 干扰成分。此时，系统自动启动旁路滤波器或压缩 带宽模块，快速消除干扰信号，确保主频信号纯净。 

2.4 频谱能效控制与带宽资源的动态自适应调节

    中波系统的频谱效率受功率集中度与带外泄 漏控制能力影响，带通滤波器的带宽设定需要覆盖 主信号频谱，严格限制通带以外的冗余频率成分 [7]。 频谱利用率 η 的计算公式为

式 中：Pin-band 为 ±5 kHz 的 主 频 段 功 率；Ptotal 为 ±50 kHz 全频段总功率。在调试阶段，工程师会以 多频率扫描方式捕捉滤波器输出功率谱，如果 η 小 于 78%，将自动启用带宽自调算法，自动缩小通带 范围并提高带外衰减斜率。这一策略可以借助调整 电容阵列组实现，无须整块更换器件。

 3 技术应用测试

    为了验证带通滤波器匹配技术在中波发射系 统中的应用可行性与工程适应性，选择了 NI PXI 平台进行全面的功能性与性能测试。利用 NI PXI 平台的信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析 仪等模块，对中波发射系统的各项关键指标进行 验证 [8]。

    测试场景包括基线、负载波动、高电磁干扰、恶 劣气象及阻抗漂移。第一，基线。系统在稳定的实 验室环境下运行，电源、负载、天馈系统和环境条件 均保持恒定，无额外干扰信号注入。第二，负载波动。 通过控制负载特性，使天馈系统阻抗在运行过程中出现周期性和随机性变化，模拟设备在不同负载状 态间切换的情况。第三，高电磁干扰。在发射频段 及邻近频段持续施加高强度外部干扰信号，形成复 杂电磁环境，干扰源保持稳定辐射以覆盖测试全过 程。第四，恶劣气象。在降雨、高湿度、大风、温度 骤变等综合环境下运行系统，使外部气象条件对发 射链路产生持续影响。第五，阻抗漂移。在长时间 运行中，通过环境和元器件特性变化引导天馈系统 阻抗逐渐偏离初始状态，并保持在偏移状态下运行 一段时间。测试设计目标：中心频率偏差不超过 1.2 kHz，有效覆盖半径不小于 40 km，干扰抑制比不 低于 25 dB，η 不低于 78.0%，VSWR 不高于 1.30。

    在实验过程中，中心频率的调控依据式（1）进 行，通过频谱分析仪验证滤波器的频率精度。反射 系数的测量和匹配网络的调整则基于式（2）进行， 确保系统的阻抗匹配。干扰信号的检测与抑制则 根据幅值变化判定，实时监控干扰信号的变化并采 取相应的抑制措施。NI PXIe-5652 信号发生器用 作信号源，生成目标频段的中波信号，输入带通滤 波器进行处理；PXIe-5668 频谱分析仪用于实时监 控信号的频谱，确保带通滤波器输出的信号符合设 计要求；PXIe-2622A 矢量网络分析仪则用于测量 系统的反射系数和 VSWR，确保系统的阻抗匹配； PXIe-5122 示波器用于检测并实时分析干扰信号， 验证带通滤波器的干扰抑制能力。测试结果如表 1 所示。

    由表 1 可知，所有场景的指标均满足设计目标。 在负载波动与恶劣气象场景中，有效覆盖半径分别 下降至 45 km 和 44 km，但仍高于 40 km 的最低要 求；VSWR 为 1.15 和 1.13，均低于 1.30 的限制值， 说明 π 型匹配网络对阻抗变化具有一定的适应性。 在高电磁干扰场景中，干扰抑制比为 25.3 dB，仅略 高于设计目标，但与基线场景相比下降幅度较大， 说明该工况下的抗干扰能力有所减弱；η 保持在 80.4%，依然满足要求。在阻抗漂移场景中，VSWR 为 1.25，虽然接近上限 1.30，但是依然满足要求；η 为 78.0%，达到最低要求值，表明系统在阻抗偏移条 件下仍能维持基本性能。综上所述，该技术在提升 系统效率、抑制干扰信号等方面的作用显著，为优化 中波发射系统的性能提供了理论支撑及工程参考。

 4 结语

    针对中波发射系统在复杂电磁环境中存在频 率干扰严重、阻抗匹配困难等问题，构建以带通滤 波器为核心、匹配网络为协同的发射链路优化策略。 使用 LC 谐振结构、π 型匹配网络以及动态干扰识 别算法，可以实现信号主频精确调控、干扰信号高 效抑制以及频谱资源自适应调节等功能。在实测验 证中，该技术在中心频率控制、发射半径、干扰抑制比与频谱利用率等核心指标上均表现出稳定性强、 效率高、环境适应性优的特征。相关结论不仅可以 为提升中波广播发射系统的性能提供工程实践依 据，也可以为其他中低频段通信系统的参数调谐与 功率优化提供可行的路径。

参考文献：

 [1] 童安旗 . 具有良好上阻带性能的微带带通滤波器研究 [D]. 景德镇：景德镇陶瓷大学，2025. 

[2] 张井井 . 中波发射机信号传输稳定性提升策略 [J]. 中国宽 带，2025，21（8）：88-90.

[3] 何传珍 . 中波发射机信号干扰抑制方法 [J]. 中国宽带， 2025，21（6）：91-93. 

[4] 李子龙 . 中波广播发射机微机控制系统原理及功能 [J]. 山 西电子技术，2025（3）：78-80. 

[5] 葛慧 . 中波广播发射机的功率放大器线性化技术优化研 究 [J]. 电声技术，2025，49（3）：151-153. 

[6] 周明金，潘锐，王茜，等 . 基于中波广播发射机的功率放 大器研究 [J]. 电声技术，2025，49（2）：166-168. 

[7] 陈静 . 中波广播发射机的调幅线性化技术研究 [J]. 卫星电 视与宽带多媒体，2024，21（24）：13-15. 

[8] 武智慧 . 浅析某中波广播发射机模数转换板故障检测电路 原理 [J]. 数字传媒研究，2024，41（12）：25-28.