中波廣播發(fā)射天線的原理分析與維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究

文/宗溢冰

1.中波廣播發(fā)射天線分類(lèi)

1.1 錐面頂負(fù)荷自立式寬頻帶天線

可替代70～150米自立式中波天線及傳統(tǒng)中波天線，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化音頻廣播，可實(shí)現(xiàn)多頻共塔（f1/f2≥1.25時(shí)）。

1.2 接地式中波自立塔發(fā)射天線

可替代傳統(tǒng)并饋天線，解決了傳統(tǒng)并饋天線饋線拉力大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、冷熱變化大等不穩(wěn)定因素，解決了塔體既承載調(diào)頻電視天線又承載饋線重量，解決了塔體受力不均勻，結(jié)構(gòu)要求復(fù)雜等問(wèn)題，解決了傳統(tǒng)并饋天線饋點(diǎn)不可變問(wèn)題。

1.3 套筒式寬頻帶錐面頂負(fù)荷中波小天線

套筒式寬頻帶錐面頂負(fù)荷中波小天線是在傳統(tǒng)天線理論基礎(chǔ)上，利用套筒天線理論、天線長(zhǎng)細(xì)比原理、錐面頂緩變?cè)砗图倕?shù)理論，使天線體積大大縮小，輻射效率大大提高。同時(shí)，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了縮小占地面積、拓寬工作帶寬的目標(biāo)，它的研制成功無(wú)疑是中波天線的革命性變革。

1.4 自立式雙錐天線

可替代76～100米自立式中波天線及傳統(tǒng)中波天線，可實(shí)現(xiàn)雙共塔（f1/f2≥1.25時(shí)）。

2.中波廣播發(fā)射天線的構(gòu)成

中波廣播發(fā)射天線主要有以下幾種模式:（1）垂直振子單桅桿拉線天線；（2）鐵塔底部絕緣；（3）饋線；（4）天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和鐵塔底部連接[1]。地網(wǎng)主要是將鐵塔底部作為圓心，深度0.8米，在壤內(nèi)以輻射狀分布的銅網(wǎng)，其主要作用是降低大地電流耗損，加強(qiáng)天線輻射的效率。單塔天線本身屬于底部饋線垂直振子，以塔身為振子，其中包括絕緣拉繩、底座絕緣、鋼桅桿、放電球以及地網(wǎng)等多種部件，基于相同對(duì)策水平面范圍中，輻射沒(méi)有任何方向性，且在垂直平面內(nèi)部0°角位置發(fā)射的輻射最高。通常，塔高度為0.20～0.53λ。所以，天線、饋線、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)、地網(wǎng)指標(biāo)所體現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)都會(huì)對(duì)整副天線運(yùn)行效率造成影響。

3.中波廣播發(fā)射天線結(jié)構(gòu)

3.1 鐵塔

天線的基礎(chǔ)在于鐵塔，一個(gè)穩(wěn)定且安全的鐵塔，可為傳輸?shù)姆€(wěn)定性提供保證。鑒于此，在廣播發(fā)射臺(tái)選擇鐵塔的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)謹(jǐn)慎的計(jì)算，保證鐵塔的尺寸以及型號(hào)與發(fā)射功率參數(shù)規(guī)定相符，確保信號(hào)的傳播效果。一般中波頻率的范圍為531kHz～1602kHz，波長(zhǎng)為187～564米，計(jì)算的過(guò)程中要對(duì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充分考慮，以天線高度為參數(shù)特性曲線，對(duì)天線最佳高度值進(jìn)行計(jì)算，最終確定其為0.625λ[2]。

3.2 地網(wǎng)

保證天線功率對(duì)節(jié)目質(zhì)量而言非常重要，在天線的功率傳輸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的損耗。導(dǎo)致這一問(wèn)題的因素比較多，第一是天線導(dǎo)體，這對(duì)傳播質(zhì)量有直接的影響；第二是底部塔基絕緣座；第三是大地回流，這一部分所占比例較多。天線本身?yè)p耗以及高頻損耗并不會(huì)對(duì)天線有非常嚴(yán)重的影響，相比較之下，地?fù)p耗的影響更大。為了對(duì)天線功率最終呈現(xiàn)效果進(jìn)行保證，地網(wǎng)的設(shè)計(jì)尤為重要。通常地網(wǎng)都是在地面上假設(shè)，如果天線輻射電磁波以大地表面為主體旋轉(zhuǎn)，會(huì)在大地表面上形成電流，對(duì)大地導(dǎo)體效果造成影響，使電流無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化與分解。如此一來(lái)，天線輻射能量便會(huì)造成損失，縮小天線覆蓋的范圍，降低電場(chǎng)覆蓋方向的精準(zhǔn)性，對(duì)天線輻射電阻以及輸入電阻功率造成沖擊。實(shí)踐得知，如果徑向距離為 r=0.5λ，這時(shí)地電流處于穩(wěn)定狀態(tài)。換而言之，這時(shí)地網(wǎng)輻射半徑以0.5λ為最佳，保證地網(wǎng)半徑r 設(shè)置工作波長(zhǎng)一直介于0.3λ～0.5λ這一范圍內(nèi)[3]。鋪設(shè)地網(wǎng)時(shí)，要在天線鐵塔基座澆筑之前完成，保證位置的選擇不會(huì)對(duì)設(shè)備安裝造成影響。

3.3 拉線

拉線質(zhì)量直接決定最終的傳播質(zhì)量，需要對(duì)平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)，結(jié)合鐵塔種類(lèi)以及橫截面特點(diǎn)的不同，提高拉線設(shè)計(jì)施工質(zhì)量，保證張力與標(biāo)準(zhǔn)相符。設(shè)計(jì)階段，若鐵塔橫截是矩形，要在矩形的4個(gè)方向設(shè)置拉線，保證每個(gè)方向力量相等，也為鐵塔的穩(wěn)定性與安全性提供保障。若鐵塔橫截面為三角形，則要在三角形的3個(gè)角設(shè)置拉線，以滿(mǎn)足張拉力需求。不管是每一拉線形式，其作用都在于功率需求，為了獲得更加理想的功率效果，要保證拉線傾角的合理性，一般以60°為最佳，若角度太大，會(huì)相應(yīng)地提高拉線張力以及鐵塔軸向力，降低鐵塔的穩(wěn)定性，實(shí)際應(yīng)用期間也會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)，對(duì)信號(hào)傳播質(zhì)量造成影響。若傾斜角太小，便會(huì)增加建設(shè)寬度，浪費(fèi)建設(shè)面積。鑒于此，為了能夠充分滿(mǎn)足傳播需求、節(jié)省占地面積，最為關(guān)鍵的是要按照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)角度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

4.中波廣播發(fā)射天線維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)如今，我國(guó)中波廣播發(fā)射天線技術(shù)越發(fā)成熟，相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)中波廣播發(fā)射技術(shù)也提出了更加詳細(xì)規(guī)定。作為無(wú)線廣播行業(yè)，需要做好中波廣播發(fā)射天線的維護(hù)工作，通常維護(hù)的周期以周、月、年為單位，維護(hù)保養(yǎng)工作的進(jìn)行有利于實(shí)現(xiàn)中波廣播發(fā)射性能的充分體現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)其高度運(yùn)轉(zhuǎn)。在維護(hù)保養(yǎng)期間，除了基本的中波廣播發(fā)射天線以外，也包含地網(wǎng)、桅桿、絕緣底座等其他部位。

針對(duì)中波廣播發(fā)射天線維護(hù)，部件不同，維護(hù)保養(yǎng)所使用的技術(shù)也不盡相同。針對(duì)中波廣播發(fā)射天線一些外裝零件，通常是通過(guò)噴涂油漆這一類(lèi)防腐材料的方式進(jìn)行維護(hù)，具體如底座、桅桿、塔架等部位，以避免零部件一直暴露在外界遭到腐蝕。針對(duì)桅桿繩拉的維護(hù)，需要在一定周期內(nèi)對(duì)拉伸力數(shù)值進(jìn)行檢查，使桅桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更為優(yōu)化。針對(duì)比較微小的零部件，要仔細(xì)檢查，具體如螺栓，螺栓連接了塔吊與底座，需要保證不能受到腐蝕，如果檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)遭到腐蝕，則要及時(shí)替換，重點(diǎn)在于被腐蝕的螺栓以及即將斷裂的桅桿繩。針對(duì)地錨，要定期進(jìn)行抽樣檢測(cè)，保證其基本性能。針對(duì)電氣維護(hù)，需要做到以下幾點(diǎn):第一，對(duì)中波廣播發(fā)射天線控制面板中顯示的信息進(jìn)行處理，尤其是控制中心的信息，更要積極處理，加大監(jiān)督核查力度[4]；第二，對(duì)處于空檔期的中波廣播發(fā)射零件進(jìn)行檢查，針對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行零部件及時(shí)處理，做好維護(hù)保養(yǎng)；第三，應(yīng)用電阻測(cè)試儀對(duì)桅桿底座以及地網(wǎng)性能進(jìn)行檢查，收集更加全面的性能信息，針對(duì)收集的信息展開(kāi)分析，確定其中存在的問(wèn)題，并且使用有效的方法解決。確定干擾源，消除輸入、輸出中波廣播信號(hào)期間外界因素導(dǎo)致的影響，否則容易導(dǎo)致失真、信號(hào)丟失等一系列問(wèn)題。由此可見(jiàn)，干擾源十分重要。按照當(dāng)前現(xiàn)存問(wèn)題進(jìn)行排查，避免因?yàn)橥饨缫蛩貙?duì)中波廣播信號(hào)造成的影響。

中波廣播發(fā)射天線維護(hù)中涉及到不同種類(lèi)的中波廣播發(fā)射天線，原理也存在很大差異，所以，需要按照天線具體類(lèi)型選擇相應(yīng)的硬件維護(hù)技術(shù)。另外，在廣播行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到經(jīng)濟(jì)條件等因素的限制，導(dǎo)致廣播行業(yè)內(nèi)部嚴(yán)重缺乏專(zhuān)業(yè)型的技術(shù)人才，使實(shí)際維修與運(yùn)行造成了一定的限制?；诖耍瑥V播行業(yè)需要在其發(fā)展過(guò)程中提高維修意識(shí)，將工作人員技術(shù)水平視為重點(diǎn)，組織專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，不斷提升工作人員的專(zhuān)業(yè)性，從而降低中波臺(tái)設(shè)備應(yīng)用故障率，減少故障的發(fā)生，使中波臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行能夠更加穩(wěn)定，也為實(shí)際工作效果提供保障。對(duì)于中波臺(tái)維護(hù)人員而言，其業(yè)務(wù)技術(shù)水平有待提升，針對(duì)這一問(wèn)題，廣播行業(yè)在實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展的過(guò)程中需要重點(diǎn)提高維護(hù)人員的專(zhuān)業(yè)性，開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)，一方面了解基礎(chǔ)維護(hù)以及維修技術(shù)；另一方面要掌握最新的中波廣播技術(shù)，通過(guò)最新成果的掌握降低故障維修率，避免因?yàn)榧夹g(shù)不過(guò)關(guān)導(dǎo)致的中波臺(tái)設(shè)備損失。廣播行業(yè)在實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展期間，需要將中波臺(tái)內(nèi)部職工協(xié)調(diào)當(dāng)做工作的重點(diǎn)，作為管理人員，同樣要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)工作者的監(jiān)督，提高操作規(guī)范性，減少因操作不規(guī)范導(dǎo)致成本浪費(fèi)現(xiàn)象。設(shè)備維護(hù)以及維修期間，結(jié)合實(shí)際情況擬定中波臺(tái)設(shè)備維護(hù)、維修機(jī)制，保證維修工作有章可循，提高中波臺(tái)設(shè)備應(yīng)用的安全性與可靠性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，中波廣播發(fā)射天線技術(shù)在無(wú)線廣播行業(yè)中占據(jù)核心地位，其中所涉及到的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、維護(hù)。所以，中波廣播發(fā)射天線任何一個(gè)部位都需要相關(guān)人員進(jìn)行維護(hù)，掌握基本原理，為社會(huì)提供更高質(zhì)量的無(wú)線廣播服務(wù)。

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[2]蔡君釵.淺談中波廣播發(fā)射天線技術(shù)[J].科技傳播，2016，8（08）:56+62.

[3]王彩琴.中波廣播發(fā)射天線的原理及維護(hù)技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016，13（35）:73+75.

[4]尼珍.中波廣播發(fā)射天線的原理及其維護(hù)分析[J].科技傳播，2017，9（23）:90-91.