關(guān)于中波廣播天饋系統(tǒng)接地網(wǎng)改造的探索

劉鵬飛

摘 要 中波地網(wǎng)改造是很多中、小功率發(fā)射臺(tái)面臨的問題，因?yàn)橹胁◤V播發(fā)射占地面積較大，又面對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來的場(chǎng)地狹小問題，值得我們?nèi)パ芯亢蛯?shí)踐。文章探討了影響中波發(fā)射天線效率的因素，針對(duì)目前發(fā)射機(jī)存在的問題對(duì)天饋線接地系統(tǒng)和發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行了測(cè)試、檢查，然后提出了改造方法。

關(guān)健詞 中波地網(wǎng)；改造；實(shí)踐

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-0360（2016）08-0043-02

1 基本理論及常用處理方法

眾所周知，中波廣播是以地波繞射傳輸為主，以電離層反射傳輸為輔的傳播方法。只有當(dāng)天線的有效高度與工作波長(zhǎng)相比擬時(shí)，才能有效地輻射電磁波。由于中波段的電磁波沿地面?zhèn)鞑r(shí)，損耗比較小且穩(wěn)定，同時(shí)沿地面?zhèn)鞑r(shí)，垂直極化波的損耗低于水平極化波，因此，中波天線多采用直立拉線塔形式。

對(duì)中波發(fā)射天線的要求主要是高輻射效率。而影響天線效率的因素除了調(diào)配回路的損耗外，主要是地?fù)p耗。在計(jì)算效率的公式中，效率η=RA/（RA+Rn），式中Rn是地電阻，要提高效率就應(yīng)盡量降低地?fù)p耗電阻Rn。根據(jù)理論分析，對(duì)短天線而言，地?fù)p耗主要在天線底部附近。因此，要設(shè)法最大限度地降低天線底部附近的地電阻。通常降低地電阻的辦法是在天線底部附近地面埋設(shè)以天線底部為中心的輻射狀地網(wǎng)。天線的底部還需要有一接地棒，埋設(shè)深度為電流的集膚深度，一般在5 m左右。地網(wǎng)的長(zhǎng)度如因環(huán)境影響地網(wǎng)，達(dá)不到半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，為了減少地網(wǎng)的損失，需在短的地線終端打進(jìn)一接地棒，其深度等于地電流的集膚深度。地網(wǎng)的埋設(shè)深度一般為30～50 cm，以不受破壞為原則。

2 我臺(tái)目前發(fā)射機(jī)工作狀況

我臺(tái)建于洛河灘地，地處縣城郊區(qū)，發(fā)射場(chǎng)地是當(dāng)?shù)厣a(chǎn)隊(duì)農(nóng)田。近幾年，天線場(chǎng)區(qū)附近由于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民修建蔬菜大棚時(shí)大量挖墻基使原天線的地網(wǎng)受到不同程度的損壞，長(zhǎng)期以來發(fā)射效果不太理想。存在的主要問題如下。

1）發(fā)射信號(hào)質(zhì)量受氣候條件影響大。

2）地網(wǎng)損壞比較嚴(yán)重而且重新鋪設(shè)困難重重。

3）防雷效果差，發(fā)射機(jī)易過載而掉高壓等等。

4）發(fā)射信號(hào)覆蓋面積減小，且覆蓋區(qū)域信號(hào)極不穩(wěn)定。

3 我們對(duì)天饋線接地系統(tǒng)技術(shù)改造的過程及方法

針對(duì)存在的問題，我們首先對(duì)天饋線接地系統(tǒng)和發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行了測(cè)試、檢查。結(jié)果如下。

3.1 接地電阻測(cè)試

所使用儀器：BY2571接地電阻測(cè)試。測(cè)試方法：以天線塔基為中心，60°夾角直線距離40 m布設(shè)測(cè)試點(diǎn)如圖1。

圖1

測(cè)試結(jié)果見表1。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)：一是，天線中心接地井良好，接地電阻為2.2 Ω；二是，天線避雷放電球接地電阻變?yōu)?8 Ω，已起不到防雷作用。

3.2 場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試

所使用儀器：DS1823AM/F。測(cè)試點(diǎn)的布局見

圖2。

圖2

測(cè)試結(jié)果見表2（發(fā)射功率中波10 kW）。

表2

測(cè)試點(diǎn) A B C D

距離（km） 45 50 62 40

測(cè)試結(jié)果（DB） 62 58 46 64

測(cè)試結(jié)果：各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均比發(fā)射機(jī)安裝之初

降低。

3.3 改造方法

一是，設(shè)法降低天線底部附近地網(wǎng)的接地電阻，以提高天線的發(fā)射效率。二是，重新給天線塔制作防雷接地井，使天線放電球的防雷接她電阻符合技術(shù)要求。

由于我們的發(fā)射場(chǎng)地除了半徑5 m左右的塔基用地以外，其他都是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民大棚菜地，想要大面積改造修建地網(wǎng)顯然是不現(xiàn)實(shí)的。為此，我們采用的技術(shù)方案是沿天線3個(gè)邊角方向3.5 m處分別挖建1個(gè)接地井，地井引線與塔基地線相連接，以盡量降低天線底部地電阻。地井分布具體見圖3。

圖3

井內(nèi)金屬導(dǎo)體用φ6的紫銅管制作，具體見

圖4。

圖4

為了降低地電阻以及其接地參數(shù)的穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性，具體在井內(nèi)植入導(dǎo)體后的填埋結(jié)構(gòu)如圖5。

圖5

當(dāng)井體填埋完成后，3個(gè)地井均用12O mm寬、0.5 mm厚的銅皮用銅焊連接在塔中心地井的引出線上。并與天調(diào)網(wǎng)絡(luò)接地線相連接。改造后天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的總接地電阻下降為1.0 Ω左右。

改造后，我們對(duì)天饋系統(tǒng)的接地電阻和發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試方法、使用儀器與前面相同。結(jié)果如下。

1）接地電阻測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果見表3。

2）防雷接地井接地電阻為3.7 Ω，符合防雷技術(shù)要求。

3）場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果見表4（發(fā)射功率中波10 kW）。

表4

測(cè)試點(diǎn) A B C D

距離（km） 45 50 62 40

測(cè)試結(jié)果（DB） 72 73 60 77

通過以上改造，發(fā)射場(chǎng)區(qū)接地電阻降低了55%，發(fā)射信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)提高了23%（4個(gè)測(cè)試點(diǎn)的平均場(chǎng)強(qiáng)）。

4 結(jié)束語(yǔ)

我們這次的技術(shù)改造，經(jīng)過一年多的使用、測(cè)試，效果良好。不論是晴天還是陰雨天，天線阻抗都沒有發(fā)生明顯變化。天線駐波比電壓為0 V，天線阻抗為50.7+1.2 Ω，播出質(zhì)量有了很大提高，發(fā)射機(jī)一直保持正常工作。我們只是一個(gè)初步探索，不足之處，敬請(qǐng)同行們指正。

參考文獻(xiàn)

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