常見中波廣播發(fā)射天線構(gòu)成原理與技術(shù)維護

徐世杰 張 斐

中波廣播在實踐運用方面有十分顯著的優(yōu)勢，對促進信息傳播以及推動我國的廣播事業(yè)發(fā)展等方面都發(fā)揮積極作用。當(dāng)前，廣播覆蓋面越來越大，加之在科技的支持下，中波廣播發(fā)射的相關(guān)設(shè)備基本采用的是數(shù)字化以及固態(tài)化，有效減少故障，同時提升播出質(zhì)量。而天饋線系統(tǒng)是中波廣播唯一的負(fù)載和外部設(shè)備。對整個發(fā)射系統(tǒng)而言，又是重要的組成部分，負(fù)擔(dān)著電磁波有效輻射﹑與發(fā)射機的阻抗匹配﹑抑制干擾磁場﹑泄放雷電等重大作用。下文結(jié)合其構(gòu)成原理分析實施維護的技術(shù)，更好地促進中波廣播發(fā)揮其傳播信息的作用。

1　天饋線系統(tǒng)主要組成部分參數(shù)及其原理

1.1　天線

中波發(fā)射多以拉線塔形式，發(fā)射與地面垂直的極化波。中波天線實際的高度會影響天線實際的效率以及有效的輻射功率。當(dāng)天線高度大于發(fā)射頻率半波長，就會出現(xiàn)許多副瓣，導(dǎo)致仰角的輻射天波會出現(xiàn)能量增加的情況，進而影響天波的衰落。當(dāng)中波發(fā)射天線的高度較低，又工作在中波段低段的頻率時，天線的輻射效率同樣會降低。目前，已有使用錐面頂負(fù)荷的中波小型天線，其特點是天線高度從76～150米下降到20米左右，占地面積也變小。

1.2　地網(wǎng)

在中波天線中，地網(wǎng)是垂直單桅桿中的天線系統(tǒng)十分重要的部分，地網(wǎng)的優(yōu)劣情況直接和天線的情況密切關(guān)系，如實際的增益大小以及天線的效率高低情況。地網(wǎng)，若要保證傳輸效果，則應(yīng)持續(xù)減小地電流的損失，與地面相距0.3～0.7 m處，一般需要120根天線，而導(dǎo)線直徑需控制在3 mm左右，長度在0.25～0.5 λ，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)予以安裝。另外，地網(wǎng)在一般的土壤接地電阻達到小于2 Ω，才能確保符合傳輸需求。

1.3　饋線

饋線，多數(shù)用于天線﹑發(fā)射機的連接工作，屬于重要設(shè)施之一，其作用為對高頻能量進行有效傳輸，其中元件運行頻率﹑特性阻抗為重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。隨著全固態(tài)發(fā)射機的使用，現(xiàn)在已用同軸電纜取代六線式饋線或多線式籠形饋線。同軸電纜的電氣性能和機械性能的主要參數(shù)是：特性阻抗﹑傳輸損耗及頻率特性﹑溫度特性﹑屏蔽特性﹑最小彎曲半徑等。

同軸電纜對信號的損耗取決于2個因素：一是內(nèi)外導(dǎo)體表面的高頻電流在表面電阻上的損失（高頻集膚效應(yīng)），二是內(nèi)外導(dǎo)體之間絕緣材料在高頻時的介質(zhì)損耗。同軸電纜對信號的損耗與信號的頻率有明顯的關(guān)系，因此同軸電纜損耗-頻率特性是電纜的重要參數(shù)之一。

當(dāng)外界溫度改變時，同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體尺寸和電阻率都會變化，同軸電纜的電氣參數(shù)也隨之改變。對于以銅作導(dǎo)體的同軸電纜，其衰減系數(shù)隨溫度的變化規(guī)律是溫度每升高1 ℃，損耗常數(shù)增加0.2%左右。

對于額定功率來說，通常采用額定平均功率和額定峰值功率來表示。其中，額定平均功率是指同軸電纜在匹配狀態(tài)下，不致發(fā)生熱擊穿時能長期傳送的最大功率，它將受到同軸線內(nèi)部發(fā)熱所引起的溫度限制，其最高溫度不能超過介質(zhì)所能允許的長期工作溫度。額定峰值功率是指同軸線在匹配狀態(tài)下，不致發(fā)生電擊穿時能傳送的最大功率，它取決于同軸線所能承受的最大工作電壓。如傳送的功率為脈沖功率，應(yīng)從額定峰值功率角度考慮；而傳送的功率引起溫度升高導(dǎo)致介質(zhì)軟化的場合，則應(yīng)從額定平均功率的角度考慮。

在標(biāo)準(zhǔn)頻率內(nèi)，饋線的電壓﹑電流比值均為常數(shù)，即特性抗阻，若是根據(jù)該特征進行劃分，可以將其分為50 Ω與75 Ω，150 Ω及250 Ω，最為常見的饋線為75 Ω。

1.4　匹配網(wǎng)絡(luò)

匹配網(wǎng)絡(luò)，旨在確保饋線系統(tǒng)﹑天線阻抗間形成匹配效應(yīng)，從而達到良好輸出的目的。同時，由于天線的互逆性，高大的發(fā)射天線同樣也是很好的接收天線，會接收其他高頻信號倒送到本臺發(fā)射機，影響播出效果。因此，匹配網(wǎng)絡(luò)中還包括用于抑制干擾頻率信號的陷波網(wǎng)絡(luò)和阻塞網(wǎng)路。

2　天饋線系統(tǒng)日常維護

在維護工作中，工作人員需要結(jié)合不同部件采用不同的維護及保養(yǎng)方法，主要包含的內(nèi)容有饋線撐桿﹑塔架及底座情況。通過噴涂油漆的方式而有效防腐。而桅桿繩拉的維護工作中，工作人員需要做好保養(yǎng)工作，并且還需要定期檢測其拉伸力的數(shù)值，可以最大程度優(yōu)化桅桿結(jié)構(gòu)。除此之外，中波廣播發(fā)射天線其他的電氣維護工作可以從如下幾個方面開展。

定期檢查檢測天饋線系統(tǒng)的駐波比，一般情況下，每季度檢測一次，并做好記錄；定期用網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測天線輸入阻抗﹑匹配網(wǎng)絡(luò)匹配情況等，用音頻綜合測試儀檢測天線載波跌落﹑頻率響應(yīng)﹑諧波失真﹑調(diào)幅對稱度﹑非線性失真等參數(shù)；值班時觀察發(fā)射機功率情況，如發(fā)射機功率指示表頭顯示入射功率減小，而反射功率增大，表明天饋線可能存在問題；定期用場強儀測試發(fā)射臺周邊場強情況，了解信號覆蓋情況及收聽效果；定期檢測避雷裝置及調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的接地電阻，在夏季之前檢查接地電阻是否滿足避雷接地電阻小于2 Ω，調(diào)配網(wǎng)絡(luò)接地電阻不大于4 Ω；檢查調(diào)配網(wǎng)絡(luò)各元件連接處是否接觸良好，是否緊密牢固，線圈﹑電容有無過熱現(xiàn)象，有無打火痕跡；檢查饋線接頭是否有發(fā)熱﹑松動現(xiàn)象，檢查絕緣電阻；經(jīng)常性清理塔體﹑調(diào)配室及饋線附近的雜草﹑樹枝等，防止由此引起短路事故發(fā)生；定期檢查各接地線﹑地網(wǎng)線是否良好，是否有斷裂和脫焊問題，尤其是查看放電球下端與地線是否焊接良好，定期調(diào)整放電球間距。做好巡查工作，每天在停機時間沿饋線向發(fā)射機方向巡查，防止人為破壞。在農(nóng)民耕作收貨季節(jié)，防止機械掛傷﹑撞壞饋線及其支架。加強與駐地公安﹑鄉(xiāng)鎮(zhèn)﹑學(xué)校的聯(lián)系，利用一切手段，教育群眾﹑學(xué)生遵守相關(guān)法規(guī)，愛護廣電設(shè)施，杜絕人身事故發(fā)生。

3　結(jié)語

在廣播電臺各種設(shè)施設(shè)備中，天饋線系統(tǒng)是唯一的負(fù)載和外部設(shè)備。對整個發(fā)射系統(tǒng)而言，又是重要的組成部分，負(fù)擔(dān)著電磁波有效輻射﹑與發(fā)射機的阻抗匹配﹑抑制干擾磁場﹑泄放雷電等重大作用。其性能好壞直接關(guān)系中波臺信號播出質(zhì)量，這就需要工作人員加強理論與實踐學(xué)習(xí)，時時掌握中波天線實際運行情況，同時做好維護工作，如定期實施保養(yǎng)等，不斷提升其傳播信息的效率。

參考文獻：

[1]格松曲珍.天饋線系統(tǒng)的基本原理與維護探究[J].西部廣播電視,2017(6):231-231.

[2]段永來.陜西省中波臺職工崗位培訓(xùn)教材[Z].2007.

[3]解蘇漢.DX中波發(fā)射機與天饋網(wǎng)絡(luò)[M].西安:陜西出版?zhèn)髅郊瘓F,2013.