中波廣播發(fā)射天線的原理與維護

李 松

（作者單位：云南省新聞出版廣電局昭通697臺）

1 中波廣播發(fā)射天線的工作原理分析

中波廣播發(fā)射是一種集安全性、穩(wěn)定性和高效性等多種技術(shù)手段于一體的綜合化信息傳播技術(shù)。中波廣播的頻率范圍為526.5～1606.5 kHz，頻率間隔為9 kHz；從標(biāo)稱載頻531～1 602 kHz為止，共有120個頻道；波長范圍為564.97～187.27 m。中波廣播發(fā)射傳輸過程中，主要用到了垂直極化波的轉(zhuǎn)換和覆蓋技術(shù)（地波），會讓電磁波按照一個固定的方向傳播，這時的電磁波就稱為線極化波，而電場強度方向垂直于地面的線極化稱為垂直極化波。因為垂直極化波的電場強度方向是垂直于地面的，所以在傳播過程中的損失較小。但地面損失仍是中波傳播中的主要類型，為提高天線的效率，地網(wǎng)建設(shè)也必不可少。

2 中波廣播發(fā)射天線的特性分析

中波廣播發(fā)射天線是個雙向載體，不僅要充分利用天線的發(fā)射功能，更要有效抑制天線在空間中所接收到的無線電波。目前，我省大部分中波臺普遍采用多頻（雙頻、三頻）共塔進行中波發(fā)射，這對中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)整提出了更高要求，既要滿足天線阻抗匹配和帶寬要求，還要防止鄰頻干擾。

中波廣播發(fā)射天線根據(jù)發(fā)射頻率不同，需要架設(shè)的中波發(fā)射垂直天線高度也不盡相同。天線首選高度是λ/2左右，結(jié)合各發(fā)射臺站實際地理環(huán)境，也可在0.2λ～0.5λ。一般不易選在阻抗諧振區(qū)內(nèi)，諧振區(qū)內(nèi)天線的輸入阻抗變化很大。不僅Q值過高，天線的通頻帶過窄，而且天線的阻抗受環(huán)境氣候的影響較大，容易產(chǎn)生邊帶駐波比；高度也不易大于0.5λ，不利于實際中波發(fā)射臺使用，會出現(xiàn)天波衰落情況。

中波廣播發(fā)射天線的發(fā)射效率。天線傳輸?shù)膶嵭?，主要?jīng)受其具體高度和電流經(jīng)過的面積作用，天線高度降低會使鐵塔低端的電阻和電流增大，而通常狀況下這兩類數(shù)據(jù)不會達到理想數(shù)值的一半，也就是λ/2，因此，產(chǎn)生的能量效率亦不會很高。

提高中波發(fā)射天線的效能地網(wǎng)必不可少。地網(wǎng)即在底下埋設(shè)銅導(dǎo)線，讓這一部分導(dǎo)線作為天線輻射的回路。一般銅導(dǎo)線直徑為3 mm，以輻射狀分布，鋪設(shè)深度以30～50 cm為宜；圓心為天線鐵塔底部中心位置，角度為3°每根，共鋪設(shè)120根，長度為0.2λ～0.5λ；以圓心為中心，半徑5 m處鋪設(shè)內(nèi)環(huán)，每10根導(dǎo)線連接在回流帶上；地網(wǎng)最外緣連接在一起，形成外環(huán)，地網(wǎng)在裝置時要考慮到地區(qū)的實際情況，其中包括氣候、地形和土壤的導(dǎo)電率[1]。

3 中波廣播發(fā)射天線的類別

在我國較常見的兩類中波發(fā)射天線是帶頂負荷天線和單塔天線，早期應(yīng)用較為廣泛的是倒L型與T型。而近幾年來隨著我國科技水平的不斷提高，倒L型與T型已淘汰，自立式并饋天線與新型中波小天線得到了廣泛應(yīng)用。

3.1 斜拉天線頂負荷天線

帶頂負荷天線在實際的應(yīng)用過程中，大部分小功率中波臺的頻率通常情況下＜900 kHz，并且塔身的高度會＜λ/5，由于輸入的阻抗較低，導(dǎo)致該類天線的效率達不到理想效果。面對這種情況，通常會在塔身頂端的位置安裝斜拉線，提高天線的高度，使單塔天線頂端的電流增大，故斜拉天線在安置時應(yīng)當(dāng)與地面的夾角控制在45°～60°。

3.2 單塔天線

單塔天線的主要是由地網(wǎng)、底座絕緣、放點球、絕緣拉繩以及鋼桅桿等所組成[2]，而其本身的實質(zhì)是一種能夠在底部反饋電流的垂直振子。一般情況下,在水平面范圍內(nèi)的輻射表現(xiàn)為無方向性，當(dāng)垂直于平面內(nèi)部夾角為0°時輻射會達到最大值，若受到經(jīng)濟條件的影響，在選用小功率中波臺的發(fā)射天線時主要以輕型拉線塔為主，高度根據(jù)發(fā)射頻率而定，一般保持在76 m左右。

3.3 自立式并饋天線

自立式并饋中波天線的組成是由鐵塔與周圍一組導(dǎo)線所組成，其中，導(dǎo)線的上部分會與鐵塔連接，導(dǎo)線下部分則與棒性絕緣子連接。自立式并饋天線的工作原理與單塔天線類似，但該類天線不會反饋電流，并且不需要筒形絕緣，絕緣主要來自于塔身與地面相接，具有一定的防雷作用。

3.4 新型中波小天線

由于傳統(tǒng)的桅桿天線具有投資高和占地面積大等缺點，會對發(fā)射臺維護和土地利用等方面造成不利影響，在這種情況下，新型中波天線隨著科技的發(fā)展而產(chǎn)生，其主要原理是借助折疊振子來降低天線的高度，起到提升電阻分量的作用，從而減弱電抗分量和拓展通頻帶，達到促進發(fā)射效率優(yōu)化的目的。

4 中波廣播發(fā)射天線的維護處理分析

4.1 常規(guī)維護處理

根據(jù)廣電行業(yè)《中短波天饋線運行維護規(guī)程》的規(guī)定，中波廣播發(fā)射天線設(shè)施日常維護工作要求也不斷提高。發(fā)射天線系統(tǒng)在設(shè)備日常維護過程中需要定期進行檢查、保養(yǎng)和維護。按照維護時間段劃分可以分為：周檢、月檢、季檢、年檢4種形式；其主要維護內(nèi)容包括設(shè)備保養(yǎng)、設(shè)備檢查、技術(shù)處理、故障記錄4個部分。檢查工作主要是針對主要部件（如塔桅、放電球、匹配網(wǎng)絡(luò)、地網(wǎng)等）進行針對性檢查，避免因其故障問題造成天線事故出現(xiàn)。

4.2 做好防雷擊工作

天線通常是附近最高的建筑物容易招引雷電，由它引入的雷電將對發(fā)射機和天調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。通常情況下，減少雷擊的措施一般有兩條：一是減少地網(wǎng)接地電阻，天線地網(wǎng)是為射頻信號提供回路，同時也為雷電提供通暢的入地點；二是做好集中統(tǒng)一接地，盡量保持等電位。地阻越小，雷擊地電壓越小。

4.3 定期對天饋系統(tǒng)的駐波比進行監(jiān)控

在平日應(yīng)對天線發(fā)射控制面板上的發(fā)射波信息進行觀察，并且做好相關(guān)記錄，在對接班時要主動將記錄進行對比，若發(fā)現(xiàn)有明顯變化，應(yīng)立即分析找出原因，同時結(jié)合實際情況，合理調(diào)整中波天線的匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整后未得到解決就及時對損壞的匹配原件給予更換。

4.4 定期做好清潔和清理工作

在中波電臺停播的檢修期間，要對天饋系統(tǒng)的絕緣表面仔細進行清潔，并詳細檢查各個部件的連接是否正常和接口是否完好；對調(diào)配室匹配網(wǎng)絡(luò)的線圈和電容原件要檢查是否出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，有無打火飛弧現(xiàn)象，各連接點螺絲是否緊固，銅帶有無變形等；統(tǒng)調(diào)室內(nèi)有無動物和蟲類等威脅物的出現(xiàn)。同時，在進入調(diào)配室之前必須確定是處于停機狀態(tài)，掛好接地鉤確認天線接地，只有在這樣的情況下才能開始檢修工作。

4.5 定期檢查全部接地線和地網(wǎng)線

要對全部接地線和地網(wǎng)線仔細檢查，防止出現(xiàn)脫焊的狀況，尤其是底部和放電器下部焊接的質(zhì)量。在條件允許的情況下最好每年使用電阻測試儀對地網(wǎng)系統(tǒng)的電阻檢查一次，并且要對比分析檢測的結(jié)果與完工時采集的數(shù)據(jù)有無差別。同時，對于中波臺主饋線使用的是同軸電纜，應(yīng)定時對電纜的絕緣電阻值進行測量，還應(yīng)對充空氣的電力進行密切關(guān)注，以保證充電氣的電纜氣密性電壓能夠保持在30 kPa。

5 結(jié)語

綜上所述，中波發(fā)射天線作為中波發(fā)射臺正常運行的重要設(shè)備，其發(fā)射效率會直接影響到中波臺轉(zhuǎn)播發(fā)射質(zhì)量。中波廣播電臺的工程技術(shù)人員需要不斷加強專業(yè)技術(shù)業(yè)務(wù)知識學(xué)習(xí)，在進行日常維護和保養(yǎng)時要嚴(yán)格按照要求完成，以此來保障播出質(zhì)量，完成安全、優(yōu)質(zhì)播出任務(wù)，更好地為廣大聽眾服務(wù)，促進我國中波廣播事業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。