中波廣播發(fā)射天線原理與維護

摘 要

中波廣播發(fā)射技術(shù)在我國的無線廣播中占有核心的重要位置，它是以電磁波的形式來傳播信號的。電磁波在傳播時，電場矢量的方向保存固定或按一定規(guī)律旋轉(zhuǎn)，叫做電磁波極化。通?？煞譃槠矫鏄O化，即水平極化和垂直極化。無線電波以大地為標面，凡是極化面與大地法線面（垂直面）平行的極化波叫垂直極化波。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射天線 天線效率 輻射功率 天線的維護

中波廣播技術(shù)由于其自身的傳播特性，一直在廣播界發(fā)揮著不可替代的重要作用，是廣播覆蓋的主要手段。中波廣播發(fā)射技術(shù)是通過嚴格限制波長來進行電磁波信號傳導的。其機理是一種典型的繞射反射傳到方式。中波在地面進行繞射，在電離層進行反射傳輸，兩種方式相互結(jié)合進行傳播，這種傳播方式使得中波頻段廣播更加穩(wěn)定高效。另外，中波廣播還具有不受天氣環(huán)境影響的優(yōu)勢，因而它是我國廣播發(fā)射的首選，實踐也證明了其在實際的廣播傳播中能夠發(fā)揮不可替代的作用。中波技術(shù)的工作范圍是：頻段526.5-1606.skHz，波長 569.8-186.7m。在這一波段內(nèi)，無線電波的主要傳播方式為地波傳播，在夜間，天波傳播方式也存在。

1 中波廣播發(fā)射天線原理

天線的功率是指天線輻射能量的能力值，是轉(zhuǎn)換為電磁波部分的功率和輸?shù)教炀€有功功率的比值。它是小于等于1的一個數(shù)值，由下公式計算具體確定：

1=Pr/Pi

上述表達式中Pi、Pr和P分別表示天線輸入功率、天線輻射效率、和振子損耗功率。具體解釋一下P，它被定義為實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它是忽略了導體絕緣，除了自由空間傳輸損Lf以外，忽略了導體和底部絕緣的高頻損耗以外，天線本身在不考慮高頻干擾項時的地面絕緣高頻和空間損耗項的等效損耗。這就決定了中波頻段天線須設(shè)置地網(wǎng)進行保護才能保證輸入功率效率。為了描述天線能量消耗的過程，我們引入空間電阻來闡述電線熱能產(chǎn)生的過程，電阻概念的引入會定量的描述影響信號傳輸效率的影響因子。從天線輻射電阻公式可以得知，阻值主要是取決于天線的形狀、尺寸和反饋電流的波長。根據(jù)這個定義可以得出適當?shù)剡x取天線輻射電阻尺寸和形狀，調(diào)節(jié)其固有頻率，可以增大天線輻射電阻。

中波波段天線不能只采用簡單的增加輻射的方法來實現(xiàn)，因為這種理論上的方法受限于中頻段波段，在這個波段是不吸收輻射波段的，所以我們應(yīng)該采用另一種方法提高波長以滿足輻射效率，選擇發(fā)射頻率的1/2波長是一個經(jīng)驗選擇，另外選擇在0.25-0.5波長范圍之內(nèi)值都是有效的，僅排除0.4波長這種特殊情況，因為0.4波長輸入阻抗變化強烈，會使得天線有效高度分布均勻的擴散，而這個擴散會反過來制約最大電流的傳輸，會嚴重阻礙信號擴散。天線傳輸效率受制于實際高度和電流流經(jīng)的面積，天線實際高度和電流流經(jīng)的面積只能達到理想值的一半，所以能量效率低下。中波波段發(fā)射天線設(shè)計要嚴格按照（GYJ—3488）所規(guī)定的桅桿天線長度、發(fā)射機功率，來為天線和饋線之間調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，爭取做到天線阻抗與饋線匹配，取得符合當?shù)貙嶋H情況的最優(yōu)值。為了做到天線阻抗與饋線的最優(yōu)匹配，需要做到：

（1）嚴格控制生產(chǎn)調(diào)配室內(nèi)信號，所有墻壁都要屏蔽信號；

（2）地線使用必須嚴格限制，使用檢修用交流電源來連接調(diào)配室地線；調(diào)配室內(nèi)的地線布置銜接方面必須采用專用地線；

（3）當調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中有電感線卷使桅桿天線接地時，桅桿應(yīng)使用裝航空標志燈代替靜電池放電卷，其特征參數(shù)須由各調(diào)配元件所承受的電壓電流等特征參數(shù)決定；

（4）桅桿天線底部座絕緣面必須設(shè)有放電裝置，放電器電壓選取工作電壓（完全調(diào)幅底部）的1.2倍是一個經(jīng)驗數(shù)值；

（5）靜電池放線卷阻抗（調(diào)配室內(nèi)）是一個硬性的指標，其理論數(shù)值需保證在天線底部輸入阻抗的十余倍；

（6）為保證安全，底部絕緣子在出廠前需經(jīng)過40Kv以上池放檢測；

（7）桅桿、桅線桿等的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)需要特殊護理，事先作出熱鍍鋅噴漆然后做出防銹蝕涂料噴灑是較好的選擇；

（8）天饋線系統(tǒng)需要保證好的接觸特性，塔節(jié)之間連接處盡量不要涂料層；

（9）設(shè)計時需要考慮地網(wǎng)的下層位置，必須保證相鄰線夾角相等的方式向外界輻射以滿足能量供應(yīng)；

（10）地網(wǎng)布線應(yīng)盡量布置在地下埋藏，這樣有利于減少地下?lián)p耗，提升傳輸效率；

（11）發(fā)射天線需有防雷設(shè)計，除塔身做發(fā)射天線外，塔身接地電阻必須小于4經(jīng)驗值才能滿足安全保障；

（12）鋼塔桅桿的避雷必須在規(guī)定位置安裝、焊牢，中波波段鋼塔的避雷球，兩球凸頂選取30-40mm的中心距離。

2 中波發(fā)射天線的維護

工程實際施工區(qū)地處高寒地帶，一年天氣變化幅度較大，春天是風，冬天時雪，四季溫差較大，所以必須嚴格按照國家規(guī)定的維護管理規(guī)程對天線設(shè)備進行定期維護檢修。需保證：

（1）邊寬的設(shè)計要求其中一種限制是不得差大于標準值的1/750，另一種限制是不能大于50發(fā)拉線；

（2）塔桅的局部彎曲度的設(shè)計要求其中一種限制是不得差大于標準值的1/750；

（3）塔桅基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是整個天線的外部保護，起著重要的保護作用。所以要及時對焊縫的開裂隱患進行檢查，檢查到的螺栓松動要做緊固處理；

（4）按照《塔身連接螺栓更換標準》的要求，當塔身主柱腐蝕達主柱的1/5及其以上時應(yīng)更換；在桅桿拉繩銹蝕點的一個捻距內(nèi)達表面的40%時應(yīng)必須及時更換；當桅桿拉繩在一個捻距內(nèi)斷絲達總數(shù)的5%時或者直接斷裂時必須及時更換；

（5）拉繩產(chǎn)生打火痕跡時，要做緊固處理，要及時更換腐蝕的固件；當使用鋼絞線做桅桿拉繩時，發(fā)現(xiàn)有斷絲表面產(chǎn)生黑銹時必須及時更換；

（6）地錨要用查結(jié)合，在使用地錨5-10年后必須抽樣率不少于10%的樣本進行檢修，一旦發(fā)現(xiàn)地錨桿銹蝕必須徹底除銹并進行刷瀝青處理。

3 結(jié)束語

作為廣播信息傳輸?shù)闹匾M成部分，中波廣播發(fā)射天線具有效率高穩(wěn)定性強的優(yōu)點。作為廣播電臺運營的重要設(shè)施，中波發(fā)射天線的運行效率直接關(guān)系到信號的發(fā)射質(zhì)量，從設(shè)計、建造到運行與維護的每一環(huán)節(jié)都應(yīng)該嚴格按照國家廣電總局的標準來進行。中波電線的運行維護人員應(yīng)認真負責的對待中波天線的保養(yǎng)維護任務(wù)，提升維護質(zhì)量，從而促進廣播電視事業(yè)的再次騰飛，為我國的精神文明建設(shè)貢獻力量。

參考文獻

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作者簡介

劉大慶（1967-），山西省大同市人。大學本科學歷?，F(xiàn)為內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺高級工程師。研究方向為中波廣播發(fā)射。

作者單位

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局610臺 內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市 010050