中波廣播發(fā)射天線的原理分析

楊 瑩

安陽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，河南安陽 455000

0 引言

伴隨信息的產(chǎn)業(yè)化不斷的發(fā)展，從我國(guó)建國(guó)來，中波廣播的技術(shù)得到了一定程度上的廣泛發(fā)展。從原有的模擬式、模塊化、高維護(hù)演變成現(xiàn)今的數(shù)字式、電子化、低故障。通常中波廣播波長(zhǎng)在569.8m ～186.7m 范圍之內(nèi)，工作頻段在526.5skHz～1606.skHz之間。由于抗干擾能力較強(qiáng)、覆蓋面積較廣、信號(hào)穩(wěn)定程度較高，深受廣大群眾的喜好。特別在收入相對(duì)較低人群和廣大農(nóng)村地區(qū)，中波廣播成為最有效地信息傳播手段。

通常情況下，中波發(fā)射天線中的桅桿式天線和自立式天線的應(yīng)用最為普遍，桅桿式的天線是運(yùn)用三角形的截面，這正是考慮到架設(shè)和運(yùn)輸?shù)谋憷?，這種天線造型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，容易加工，造價(jià)成本較低，所以得到了很多人的肯定。而自立形式的中波天線采取拋物線的形式，這樣就可以充分材料性能。與桅桿式的天線比較，它由于占地的面積較小，所以場(chǎng)地很容易找到，外形大方，成本也隨之減少，它的塔身使用過防腐處理，這樣就可以解決沿海周邊的腐蝕情況。

1 關(guān)于中波的發(fā)射天線的原理

因?yàn)橹胁ǖ膫鞑ブ饕歉鶕?jù)地波的傳播進(jìn)行，通過垂直波的作用，通常采用垂直電線作為中波的發(fā)射天線。如垂直振子單桅桿拉線天線鐵塔。無論是饋線、天線亦或天調(diào)網(wǎng)絡(luò)，地網(wǎng)的各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)的好壞程度都有可能會(huì)對(duì)天線的整體效率產(chǎn)生影響。以提高天線的輻射效率為目標(biāo)，減少大地電流的損耗，可在天線末端進(jìn)行加頂操作，這樣可以有效的使電流分布的腹點(diǎn)提高，增大輻射的面積和頻率。

對(duì)天線的末端進(jìn)行加頂，能夠大大增加天線對(duì)地的電容，使電流分布均勻，提高輻射的電阻，避免形成過壓等現(xiàn)象。中波發(fā)射天線一船需要鋪設(shè)地網(wǎng)。地網(wǎng)的土壤中鋪設(shè)呈輻射狀敷設(shè)的地網(wǎng)，范圍以天線底部為圓心深度為0.8m 左右為宜。中波廣播發(fā)射天線底部應(yīng)保證絕緣，并通過饋線、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)與天線底部連接。

1.1 饋線

中波天線一般情況下都是作為不對(duì)稱饋電出現(xiàn)的。根據(jù)中波天饋線的設(shè)備組成狀況，饋線的選擇和要求有損耗要小，傳輸?shù)氖鞈]要高，還要必須有良好的屏蔽性能且沒有輻射。饋線的幾何形狀一般會(huì)對(duì)它的特性阻抗造成影響，內(nèi)外的導(dǎo)體間距改變也可能會(huì)改變它的特性阻抗，內(nèi)外導(dǎo)體的絕緣程度也對(duì)饋線的功率容量有著巨大影響。另外，將調(diào)配室設(shè)置在饋線、天線的中間，達(dá)到阻抗變換匹配的效果，使饋線的特性阻抗匹配于天線的輸入阻抗。

1.2 天線的高度

天線的高度效率也是天線判斷的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)。強(qiáng)水平方向圖為圓型是中波天線的輻射場(chǎng)的常見方式，天線的高度與垂直方向圖有著緊密聯(lián)系。天線的高度一般取0.25 一O.5 入(波長(zhǎng))為最好。因?yàn)樵谶@個(gè)高度范圍中的地面波的服務(wù)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)是最大的，獲得的地面波也是最穩(wěn)定的，還可以有效的避免一些高仰角的輻射波能量的擴(kuò)大，導(dǎo)致天波衰落情況的發(fā)生。

由此可見，對(duì)天線效率以及輻射的功率構(gòu)成影響的是天線的架設(shè)高度。一般情況下，中波臺(tái)大多應(yīng)用140m 的鐵塔，以及76m 的定型塔。頻段在1000kHZ 以上一般使用于76m 定型塔，而中波低頻段則一般采用140m 的鐵塔。也存在一些特殊情況，若在低頻段應(yīng)用了高度為75m 的定型塔，那么應(yīng)該對(duì)天線在高度上進(jìn)行一定增加，加大位于天線底部的阻抗，使天線的輻射效率能夠得以提升。

1.3 地網(wǎng)設(shè)施

地網(wǎng)是中波天線體系的重要組成部分，其設(shè)施質(zhì)量的優(yōu)劣，直接對(duì)實(shí)用增益和天線效率構(gòu)成影響。在輻射的過程中，天禧以大地、地網(wǎng)為基本條件，中波天線在輻射時(shí)能夠產(chǎn)生一種電流回路，而地網(wǎng)則將天線底部中心作為圓心，以放射狀的形式向周圍輻射，在材質(zhì)的選用上，要選用銅導(dǎo)線、銅包線，直徑為2mm 左右，長(zhǎng)度為0.5^(波長(zhǎng))，數(shù)量約為120 根。由于土壤導(dǎo)電性能差，地?fù)p相對(duì)較大，容易導(dǎo)致中波天線實(shí)際效益減弱。因此，在中國(guó)西部、干旱地區(qū)、沙漠地帶等安置中波發(fā)射臺(tái)，應(yīng)正確分析土壤導(dǎo)電率的情況，適量增加地網(wǎng)導(dǎo)線數(shù)量，以此來增加天線輻射效率。

天線中的地表電流一般應(yīng)回流只天線底部，并呈現(xiàn)出輻射狀，在電流分布上，與地網(wǎng)導(dǎo)線長(zhǎng)度和天線高度存在一定關(guān)系。如果天線的高度交底，在底部一般有很大的地電流，與之相適應(yīng)，地電阻也更大。當(dāng)天線高度相對(duì)較高時(shí)，底部的地電流變小，地電阻也相對(duì)變小。由此可見，提升短小型天線輻射效率的關(guān)鍵，在于敷設(shè)高質(zhì)量的地網(wǎng)。地網(wǎng)半徑一般以0.5^(波長(zhǎng))為限，占地面積通常約200 畝左右。由于在運(yùn)行中需要占用大面積土地，所以地網(wǎng)建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮市政、土建等多部門的規(guī)劃問題。為避免資源浪費(fèi)，可從科學(xué)綜合角度出發(fā)，充分利用中波天線場(chǎng)區(qū)，如種植低矮秸稈農(nóng)作物、鋪設(shè)大面積綠色草坪等。

2 中波廣播發(fā)射天線的防護(hù)

由于中波天線技術(shù)較為專業(yè)，在建設(shè)樓房時(shí)可能會(huì)影響有效覆蓋率。單從中波無線電波傳播特性的角度來分析。在中波電波傳播的過程中，以地面波為主要形式，對(duì)于波段來說，中波傳播的波長(zhǎng)相對(duì)要長(zhǎng)，電磁波有可能存在比較強(qiáng)的繞射，與此同時(shí)，傳播在距離上也更遠(yuǎn)，倘若在保護(hù)區(qū)內(nèi)建筑樓房，特別是該建筑物的尺寸與0.5^(波長(zhǎng))相適應(yīng)，就會(huì)對(duì)電磁波的能量傳輸產(chǎn)生一定程度的阻礙，從而削弱中波傳輸?shù)睦@射能力，減少了有效覆蓋率。以靠近鐵塔250m 并以此為起點(diǎn)仰角3 度的距離范圍內(nèi)修建高樓為準(zhǔn)線，在此范圍內(nèi)傳輸能量和有效覆蓋率都會(huì)大大降低，反之將會(huì)逐步提高。

我國(guó)保護(hù)條例規(guī)定，在計(jì)算建筑物距離的過程中，要在3 度仰角的條件下，在距離天線250m 處作為起點(diǎn)來計(jì)算，將距離設(shè)為d，建筑物高度設(shè)為h，則有此公式：d=h／Sin3。+250。那么，如果樓房為8 層，那么其與天線的距離應(yīng)該為708m，從普通角度思考，例如用手電照射物體，手電離物體越近，能夠照射的面積越??；手電離物體越遠(yuǎn)，能夠照射的面積越大。

3 中波天線的主要維護(hù)內(nèi)容

在每年中的夏季和冬季來臨前，我們需要在一定程度內(nèi)調(diào)節(jié)線路的垂直度，這樣就可以防止由于天氣轉(zhuǎn)變而使線路損壞。在天氣惡劣時(shí)，例如大風(fēng)、雷電發(fā)生后應(yīng)當(dāng)盡早進(jìn)行檢查。當(dāng)雨季到來之前，要及時(shí)檢測(cè)在塔下面放置的放電球之間的空隙，在按照節(jié)氣做出適合的空隙，調(diào)節(jié)之后再加緊一下。在每年的六月份都要在饋線上擦拭黃油，來使它的松緊合適。在十月份要?jiǎng)?wù)實(shí)坑里的饋線以及拉線，要在比地面高20CM 的地方進(jìn)行培土。在一個(gè)季度內(nèi)至少要清潔一下在調(diào)配室里放置的設(shè)備，定期檢測(cè)電源等。在維護(hù)天線室過程中應(yīng)當(dāng)相當(dāng)重視，并且要時(shí)常檢測(cè)調(diào)配室內(nèi)的電容和電感是否有破壞的地方；電流是否短路；天線在接地處的開關(guān)接觸情況；動(dòng)作的靈活程度；接地點(diǎn)的牢固程度等。要是調(diào)配室里面潮濕，則應(yīng)該及時(shí)除去潮濕。

4 結(jié)論

不管是從中波廣播發(fā)射天線的特征還是中波廣播發(fā)射原理的角度上來說，加大中波廣播發(fā)射天線場(chǎng)區(qū)的保護(hù)力度的加大，這都關(guān)聯(lián)到給群眾人民一個(gè)方便高質(zhì)量的環(huán)境，更加關(guān)聯(lián)到廣播無線覆蓋率與中波廣播發(fā)射天線的持續(xù)進(jìn)行并且更加完善。所以，我們就應(yīng)當(dāng)認(rèn)真解決好中波廣播發(fā)射天線的傳送覆蓋面積和建設(shè)美化城市之間的分歧和矛盾，更是目前廣電單位與上級(jí)政府共同面臨的難點(diǎn)問題，也需要相關(guān)部門共同研究使中波廣播發(fā)射天線事業(yè)更加成熟。伴隨我國(guó)中波廣播事業(yè)的日益增強(qiáng)，中波天線新的產(chǎn)品、新的技術(shù)不斷更新，這就要求與之相關(guān)人員努力學(xué)習(xí)，增加實(shí)踐能力，才會(huì)成為這個(gè)領(lǐng)域的人才。

[1]劉巨.中波天線發(fā)展引起的思考.首屆中國(guó)廣播技術(shù)發(fā)展論壇論文集[C]，2003.

[2]劉煒，勾文華，王進(jìn).中波天線與天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì).內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù)[J]，2006.

[3]匡韌，房少軍.中波天線小型化的分析和比較.大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)[J]，2007.