中波廣播發(fā)射天線原理與維護

古麗海霞·賽福丁

摘 要 中波廣播發(fā)射天線是中波發(fā)射臺的重要播出設備，是播出的關鍵一環(huán)，本文介紹了中波廣播發(fā)射天線的工作原理，論述了中波廣播發(fā)射天線的設計、日常維護及保養(yǎng)等要點以及大修檢查的具體要求。

關鍵詞 垂直極化 輻射效率 桅桿 行波系數

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，叫做電磁波極化，通?？煞譃槠矫鏄O化（包括水平極化和垂直極化）、圓極化和橢圓極化。無線電波的極化，以大地作為標面，凡是極化面與大地法線面（垂直面）平行的極化波稱為垂直極化波。其電場方向與大地垂直，中波廣播電磁波以沿地面?zhèn)鞑ゴ怪睒O化波覆蓋為主，根據此傳播特性，中波天線應能產生垂直極化的電波。在中波天線中應用的有垂直型、倒L型、T型、傘形垂直等天線。

中波發(fā)射臺一般常用形式是拉線塔式、自立式發(fā)射天線，一般采用的是底部饋電方式，拉線塔式中波發(fā)射天線由桅桿桿身、絕緣底座及基礎、攔繩、地網和地井、地錨及基礎等構成。

天線的效率是指天線輻射出去的功率（即有效地轉換為電磁波部分的功率）和輸入到天線有功功率之比。天線的效率是小于1。由下式計算：

n1=Pr/Pi=Pr/（Pr+P1）

式中Pi：天線的輸入功率；Pr：天線輻射效率；P1：天線振子部分的損耗。P1除天線電流回路的地損耗外，還有天線本身的導體損耗，地部絕緣的高頻損耗等。一般天線本身的導體損耗和底部絕緣的高頻損耗忽略不計。天線的輸入功率是發(fā)射機的輸出功率減去饋線和匹配網絡的損耗。通過上式我們知道，為證天線輻射效率、中波天線應有良好的地網。發(fā)射天線的輻射功率與饋電的有效電流平方之比，稱為天線輻射電阻。輻射電阻是一個等效電阻，如果用它來代替天線，就能消耗天線實際輻射的功率。因此，采用輻射電阻這個概念，可以簡化天線的有關計算。輻射電阻的大小取決于天線的尺寸、形狀以及饋電電流的波長。因為發(fā)射天線的任務輻射電磁波，所以在裝置天線時總是適當地選擇其尺寸和形狀，使輻射電阻盡可能大些。

對中波天線不能單純追求地波方向最強，還要考慮高仰角輻射的問題，當振子高度大于0.5λ時出現副瓣，隨著高度增加副瓣的輻射能量增加，副瓣的輻射增加了天波，對依靠地波傳播的中波是無益的。所以，鐵塔的首選高度為發(fā)射頻率波長的二分之一，也可根據服務范圍和場地的大小進行選擇，一般在0.25～0.5入之間選擇，一般不選擇在0.4λ，在0.4λ時輸入阻抗變化強烈將使調配變得困難，天線的帶寬也很窄。天線的高度有實際高度和有效高度之分，理論上一般指天線的有效高度，假定在一根垂直的天線上有均勻地分布電流，此均勻的電流等于實際天線上的最大電流，且所產生的輻射場強與實際天線的輻射場強相同，該假沒的垂直天線的長度即為實際天線有效高度。

中波發(fā)射天線設計的設計要嚴格按照《中、短波廣播發(fā)射臺設計規(guī)范》GYJ34-88進行，桅桿天線電氣長度，應根據發(fā)射機發(fā)射功率、當地地導系數，要求服務范圍、經濟條件等因素選擇，天線和饋線之間設調配網絡，使天線阻抗與饋線匹配、調配網絡和調配室應滿足下列技術要求：調配室內六面墻壁應采取高頻屏蔽措施；各調配元器件所承受的電壓、電流應計算決定；安裝靜電泄放線圈、接地棒。當調配網終中有電感線圈使桅桿天線接地時，可不裝靜電泄放線圈；桅桿上要裝航空標志燈；調配室內各元件的地線應用專用接地線與外地網線、饋線地線連接；調配室內應設檢修用交流電源。桅桿天線底部底座絕緣子應安裝球形放電器，放電電壓應為底部工作電壓（100%調幅峰值時）的1.2倍，調配室內靜電泄放線圈阻抗模量應為天線底部輸入阻抗模量值的10倍以上。底座絕緣子出廠時應做40KV以上的泄漏試驗。桅桿、桅線桿一切鋼結構表面應作防銹蝕處理，進行熱鍍鋅或金屬噴涂。塔節(jié)之間連接處不得刷油漆等涂料層，應保持電氣上有良好的接觸。桅桿天饋線系統在機房端饋線輸入處，對工作頻率的行波系數不低于表1所列數值：

地網自桅桿中心向外做輻射狀敷設，相鄰導線間夾角相等。地網導線埋設深度：一般為300 mm，如在耕地上面加深到500 mm至600 mm。但自桅桿中心向外0.1λ以內仍應埋深300 mm。地網導線采用ф3.0硬銅線，數量為60-120根，長度為0.3 λ～0，5 λ，根據鐵塔天線的高度和地面情況決定。地網導線埋在地下深度，對減少地損耗而言埋的越淺越好。

發(fā)射天線要注意防雷設計，塔身接地電阻（塔身做發(fā)射天線用時除外）必須小于4或滿足設計要求，鋼塔桅桿的避雷器應按設計規(guī)定位置安裝、焊牢，中波鋼塔的避雷器兩球凸頂應相對，兩球間的距離宜為30 mm～40 mm。

中波發(fā)射天線的維護要嚴格按照中華人民共和國廣播電影電視行業(yè)標準GY/T178-2001《中、短波天饋線運行管理規(guī)程》進行。中波發(fā)射天線的日常維護分為周檢、月檢和年檢項目，分別對地網、塔桅拉繩、絕緣子等進行維護保養(yǎng)。除對天線進行日常維護外，要定期對桅桿、拉繩、地錨等進行大修檢查。我們這個地區(qū)為高寒地區(qū)，天氣變化較大、春季多風、冬夏的溫差很大，必須嚴格按照國家規(guī)定的維護管理規(guī)程進行維護、檢修。邊寬50 cm的拉線式塔塔桅的垂直度差不得大于1/750；塔桅的局部彎曲度誤差不得大于1/750；桅桿拉繩的安裝拉力一般應滿足設計初拉力值，最低也要達到設計初拉力的80%，要注意經常檢查塔桅結構，及時發(fā)現焊縫的開裂等情況，螺栓松動要緊固，螺檢腐蝕嚴重的要及時更換。塔身主體結構、塔身連接螺栓、拉繩的更換標準：塔身主柱腐蝕達主柱的1/5時應更換；連接螺栓、花籃螺栓、繩夾腐蝕點深度達直徑的1/5時應更換；桅桿拉繩（鋼絲繩）銹蝕點較普遍或在一個捻距內達表面積的40%時應更換；桅桿拉繩在一個捻距內斷絲達總數的5%或斷一股者須立即更換，拉繩有打火痕跡要加固；用鋼絞線做桅桿拉繩時，發(fā)現有斷絲表面黑銹時及時更換。地錨5-10年進行一次抽樣檢查、抽樣率不少10%，必須全面檢查，發(fā)現地錨桿銹蝕要徹底除銹并刷瀝青。

總之，中波發(fā)射天線是廣播電臺的重要設施，是發(fā)射的設備，與發(fā)射質量的高低密切相關，中波發(fā)射天線從設計、施工和維護都要嚴格按照廣播電影電視總局發(fā)布的標準執(zhí)行，按照統一標準完成維護任務。