淺談中波廣播發(fā)射天線技術(shù)

蔡君釵

摘 要 在我國經(jīng)濟(jì)和科技不斷發(fā)展的前提下，數(shù)字化、固態(tài)化等相關(guān)技術(shù)也在中波廣播中不斷應(yīng)用和發(fā)展，這也大大改善了我國電子管的發(fā)射質(zhì)量低、能耗高的狀況。中波廣播以其技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)和多年的發(fā)展實(shí)踐，已經(jīng)成為我國無線廣播發(fā)展的中堅(jiān)力量。本文對(duì)中波廣播發(fā)射天線技術(shù)的基本原理與維護(hù)進(jìn)行了介紹，詳細(xì)分析了中波廣播極化類型，探討了中波鐵塔結(jié)構(gòu)和防雷措施、地?fù)p耗和地網(wǎng)的敷設(shè)以及天饋線系統(tǒng)的阻抗匹配，最后介紹了天線的維護(hù)與管理。

關(guān)鍵詞 中波；廣播；天線技術(shù)；地網(wǎng)

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）161-0056-01

在我國無線廣播發(fā)展歷史中，中波廣播一直起到非常關(guān)鍵的作用，中波廣播自其誕生之日起至今，已經(jīng)積極促進(jìn)并開拓了廣播事業(yè)的發(fā)展。在廣播事業(yè)中，中波廣播以其優(yōu)良的傳播特性，在廣播事業(yè)中占據(jù)一席之地。中波技術(shù)的工作范圍是：頻段526.5kHz～1606.5kHz，波長569.8m～186.7m。在這一范圍內(nèi)，無線電波的主要傳播方式是地波傳播。電波在靠近底面的傳播其衰減程度小，抗干擾能力強(qiáng)，場強(qiáng)也相對(duì)更強(qiáng)，可以構(gòu)成一個(gè)較為穩(wěn)定的功能區(qū)域。受到發(fā)射功率的影響，其覆蓋區(qū)域從幾十千米到上百千米不等，在這個(gè)范圍內(nèi)，用戶都能受到較為高質(zhì)量的廣播信號(hào)。

廣播發(fā)射天線是能夠?qū)⒁颜{(diào)制高頻電流轉(zhuǎn)換成電磁波并輻射出去的重要設(shè)備，在廣播系統(tǒng)中處于關(guān)鍵地位，直接關(guān)系到廣播發(fā)射效果。發(fā)射天線的輻射在空間激發(fā)出交替變化的電場和磁場，變化的電磁場在空間傳播形成了電磁波，進(jìn)而把黨和國家的聲音傳播到千家萬戶。加強(qiáng)對(duì)發(fā)射天線的基本認(rèn)識(shí)，了解其基本發(fā)射原理，從而促進(jìn)廣播發(fā)射天線技術(shù)的應(yīng)用，是廣播行業(yè)安全播出的重要保障。

1 中波廣播發(fā)射天線的原理解析

中波廣播技術(shù)覆蓋面積廣，信號(hào)可靠，穩(wěn)定，且有較強(qiáng)的繞射能力，此外，收音機(jī)由于其體積小，價(jià)格便宜，更容易被廣大低收入人群接受，尤其在廣大農(nóng)村地區(qū)，廣播可以被大多數(shù)人接受?，F(xiàn)介紹中波廣播的技術(shù)狀況。

1.1 中波廣播概況

中波廣播通常采用中小功率進(jìn)行發(fā)射，常見的有1kW、10kW和50kW，在531kHz～1602kHz波段內(nèi)平均分為120個(gè)頻道，每個(gè)頻道之間間隔9kHz。天線輻射的電磁波，根據(jù)電場矢量的方向變化情況，可分為線極化波和圓極化波。電場矢量方向固定不變的稱為線極化，其中電場矢量與地面垂直的是垂直極化，其沿地面?zhèn)鞑サ膿p耗比水平極化小得多，而中波主要靠地波傳播，因此中波廣播發(fā)射天線通常采用垂直極化。

1.2 中波廣播分類

我國大多數(shù)的中小頻率中波廣播電臺(tái)中，單塔天線、帶頂負(fù)荷的單塔天線應(yīng)用較廣，此外還有并饋式中波天線和新型中波小天線等。

第一種是單塔天線，該類型的中波廣播發(fā)射天線應(yīng)用最為廣泛，最為簡單的中波廣播發(fā)射天線類型。一般情況下，單塔發(fā)射的中波廣播發(fā)射天線都采用垂直發(fā)射的發(fā)射方式，形式上是和底面垂直的。具體來說，單塔天線的中波廣播發(fā)射天線傳播方式從根本上是依靠在電塔底部饋電的垂直振子來進(jìn)行中波廣播發(fā)射天線的發(fā)射源，然后中波廣播發(fā)射天線就可以在一個(gè)水平面范圍內(nèi)進(jìn)行大量的天線輻射，保證中波廣播發(fā)射天線的輻射范圍和力度。

第二種是斜拉線頂負(fù)荷單塔天線。該類型的中波廣播發(fā)射天線是專門為頻率相對(duì)小一些的中波發(fā)射天線提供的，在這個(gè)背景下，該類型的中波廣播發(fā)射天線在輸入阻抗的設(shè)計(jì)過程中，為了保證其發(fā)射線，往往會(huì)采用較小的發(fā)射電阻，便可以有效保證中波廣播發(fā)射天線的發(fā)射頻率。同時(shí)，三根斜拉線可以保證中波廣播發(fā)射天線發(fā)射塔的良好的工作角度，進(jìn)而保證其高效率傳播。

第三種是并饋式中波天線。該類型的中波廣播發(fā)射天線專門包括中波廣播發(fā)射天線鐵塔和中波廣播發(fā)射線塔周圍一組導(dǎo)線，并通過這些設(shè)置來保證中波廣播發(fā)射天線的下部和中波廣播發(fā)射天線的絕緣部分的有效連接。在實(shí)際應(yīng)用中，所設(shè)計(jì)的發(fā)射天線要使用塔身接地的中波廣播發(fā)射天線防雷措施，以保證其安全有效運(yùn)行。

第四種是新型中波小天線。該類型的中波廣播發(fā)射天線可以改變傳統(tǒng)中波廣播發(fā)射天線占地大、投資高的實(shí)際情況。有效降低中波廣播發(fā)射天線的成本。與此同時(shí)，在進(jìn)行該類型中波廣播發(fā)射天線的設(shè)計(jì)過程中，可以充分考慮錐面頂負(fù)荷曲面性的實(shí)際特點(diǎn)，并利用相應(yīng)的技術(shù)，有效降低中波廣播發(fā)射天線設(shè)計(jì)高度，保證設(shè)計(jì)出來的中波發(fā)射天線具有較高的電阻，以保證中波廣播發(fā)射天線的發(fā)射效率穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，進(jìn)而保證廣播發(fā)射天線的正常運(yùn)行。

2 中波天線結(jié)構(gòu)及防雷措施

中波廣播發(fā)射天線技術(shù)一般采用垂直結(jié)構(gòu)的振子單桅桿拉線式天線鐵塔，底部采用耐高壓絕緣材料制成，避免對(duì)地形成漏電，影響播出效果和發(fā)射效率。鐵塔底部采用石墨放電球，確保防雷效果，保護(hù)天饋線系統(tǒng)免遭雷電破壞。

3 中波地網(wǎng)埋設(shè)與作用

由于地面的導(dǎo)電性能是不均勻分布的，會(huì)在不同程度上吸收發(fā)射波而造成不規(guī)則損耗，稱為地?fù)p耗。為了提高發(fā)射效率，需要敷設(shè)地網(wǎng)，一般以天線塔基為中心，拉120根不短于天線高度的銅線，以放射狀的形式向周圍輻射出去，埋設(shè)深度為0.2m～0.5m，從而形成一個(gè)圓狀均勻分布的地網(wǎng)，為進(jìn)一步提高發(fā)射效率，濕地是比較理想發(fā)射場地。

4 中波天饋線系統(tǒng)阻抗匹配

天線的輸入阻抗，是饋電端的輸入電壓與輸入電流的比值，是隨著發(fā)射頻率的變化而變化的。在中波發(fā)射系統(tǒng)中，天線是通過饋線和天調(diào)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與發(fā)射機(jī)連接的。上述幾個(gè)設(shè)備之間的連接，要求上一級(jí)設(shè)備的輸出阻抗等于下一級(jí)設(shè)備的輸入阻抗，而且是純電阻，即達(dá)到阻抗匹配，此時(shí)設(shè)備間連接處沒有功率反射，整個(gè)連接鏈路不會(huì)形成駐波，因此傳播效率達(dá)到最優(yōu)。

5 天線的維護(hù)與管理

中波天線架設(shè)高度一般在幾十米到一百多米之間，安裝和維護(hù)難度很大。長時(shí)間面臨大溫差、強(qiáng)光照射和雨水侵蝕等自然惡劣條件，沿海臺(tái)站受鹽堿氣流侵蝕更是嚴(yán)重，給廣播的正常播出工作造成很大的安全隱患，因此必須重視天線的日常維護(hù)工作。天線除了材料選擇優(yōu)良以外，更應(yīng)該定期進(jìn)行檢查，緊固連接螺絲、測(cè)量鐵塔垂直度、鐵塔表面除銹刷漆、拉錨線上油防銹是必不可少的。

總而言之，中波廣播作為黨和國家的喉舌，加強(qiáng)對(duì)發(fā)射天線場區(qū)的保護(hù)意義重大，強(qiáng)化中波廣播發(fā)射天線技術(shù)的應(yīng)用更是至關(guān)重要，直接關(guān)系到廣播內(nèi)容能否長期穩(wěn)定播出，決定了安全播出任務(wù)的成敗。

6 結(jié)論

中波廣播發(fā)射天線是進(jìn)行廣播信息傳輸?shù)闹匾M成部分，其具有傳播效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，在這樣的背景下，進(jìn)行中波廣播發(fā)射天線的維護(hù)管理就要充分考慮到中波廣播發(fā)射天線的基本運(yùn)行原理，并在進(jìn)行維護(hù)的過程中，從實(shí)際入手，制定出有效的維護(hù)方案，保證其正常運(yùn)行。

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