中波廣播發(fā)射天線的原理分析

唐可

摘 要：中波廣播發(fā)射天線是發(fā)射體系的關(guān)鍵裝置，發(fā)射體系能不能進(jìn)行正常的工作在較大的程度上依賴于發(fā)射天線的質(zhì)量。因此，在現(xiàn)實(shí)的工作當(dāng)中需要加強(qiáng)對(duì)中波廣播發(fā)射天線原理方面的學(xué)習(xí)。文章主要闡述了天線效率、高仰角輻射等關(guān)于發(fā)射天線方面的原理，希望為以后的維護(hù)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：中波廣播 發(fā)射天線 原理

一、概述

中波廣播的正常工作頻率在525.6千赫茲到1605.4千赫茲之間。在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的無(wú)線電波大多數(shù)都是憑借地波來(lái)進(jìn)行傳送的，部分無(wú)線電波在晚上也會(huì)有憑借天波來(lái)進(jìn)行傳送。通過(guò)地波來(lái)進(jìn)行傳輸?shù)碾姴ǎ渌ネ寺室话闱闆r下都非常的小，并且其場(chǎng)強(qiáng)也非常的高，因此可以創(chuàng)造一個(gè)相比較平穩(wěn)的信息傳輸服務(wù)區(qū)，而且發(fā)射天線的功率大小決定著服務(wù)區(qū)覆蓋范圍。該廣播不但覆蓋范圍比較廣，而且信號(hào)質(zhì)量非常好。最近幾年，隨著中波廣播技術(shù)的不斷發(fā)展，因而獲得了較為廣泛的使用，同時(shí)也改進(jìn)了原本品質(zhì)低、能耗高等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)中波廣播發(fā)射天線原理的掌握，可以更加有效的推動(dòng)中波廣播技術(shù)的發(fā)展和提高日常維護(hù)工作的效率。

二、中波廣播發(fā)射天線原理

中波廣播發(fā)射天線大多數(shù)都是利用垂直的天線鐵塔，再將饋線、天線與鐵塔的低部進(jìn)行連接，并且鐵塔的底端是一個(gè)絕緣體。在其底端是一個(gè)深度大約為7毫米的銅芯圓，這個(gè)就是所謂的地網(wǎng)。地網(wǎng)可以有效減少電能的消耗，進(jìn)而提升天線發(fā)射的工作效率。除此之外，饋線、輻射電阻等都是影響中波廣播發(fā)射天線的因素。下面將簡(jiǎn)單論述中波廣播發(fā)射天線的基本原理。

1.天線效率。天線效率是中波廣播發(fā)射天線的一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，為了完成合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)就需要提升發(fā)射天線的工作效率。其定義主要是天線發(fā)出的能量與輸入的總能量之間的比值，大多數(shù)情況下天線效率是小于1的。在現(xiàn)實(shí)的操縱中為了確保天線可以有非常高的工作效率就需要確保其具有高品質(zhì)的地網(wǎng)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，在具體的研究工作中發(fā)現(xiàn)輻射電阻的作用也是不容小噓的，輻射電阻是指發(fā)射天線的輻射功率與反饋電流數(shù)值平方的比值。運(yùn)用輻射電阻這一理念可以使天線效率的計(jì)算變得更加簡(jiǎn)單。在具體的設(shè)計(jì)工作中，輻射電阻的大小主要取決于天線的規(guī)格、尺寸以及饋電電流波長(zhǎng)等。

2.高仰角輻射。在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)行過(guò)程中，中波廣播發(fā)射天線還必須關(guān)注仰角輻射的問(wèn)題。如果天線振子的高度高于0.4m，就會(huì)造成副瓣的出現(xiàn)，并且它所具有的能量會(huì)隨著高度的上升而增加，這對(duì)于高發(fā)射天線的波長(zhǎng)有著非常重的意義。在實(shí)際的反射天線設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將鐵塔的高度控制在天線反射波長(zhǎng)的二分之一左右，除此之外還應(yīng)當(dāng)考慮到區(qū)域的大小以及對(duì)輻射范圍的影響。

3.輸入阻抗以及輻射電阻。從中波廣播發(fā)射體系的角度來(lái)看，輸入阻抗與輻射電阻都是非常關(guān)鍵的建設(shè)參數(shù)，同時(shí)對(duì)發(fā)射天線的設(shè)計(jì)也產(chǎn)生了很大的影響，也是中波廣播發(fā)射天線正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素。因此，在中波廣播發(fā)射天線的規(guī)劃過(guò)程中，必須依據(jù)中波廣播發(fā)射天線的具體構(gòu)建與運(yùn)轉(zhuǎn)需要，并深度分析輸入阻抗及輻射電阻這兩個(gè)參數(shù)，進(jìn)而確保輸入阻抗可以與網(wǎng)絡(luò)可以協(xié)調(diào)，從而保障中波廣播發(fā)射體系的照常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.天線高度。中波廣播的輻射范圍與天線的高度有著非常密切的關(guān)聯(lián)。多數(shù)狀況下，最佳的天線高度為2.5λ左右，這個(gè)高度的天線，多部分都可以讓地波獲取最大的電場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)還可以避免天線高度高于5λ時(shí)而造成的天線波長(zhǎng)衰退。中波廣播的發(fā)射臺(tái)目前常使用77米高的定型塔或145米高的鐵制塔，其中，77米高的定型塔適合被應(yīng)用在頻率大于或等于10萬(wàn)赫茲的頻段。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，為了增加天線高度，可以采用負(fù)荷天線。在這樣的高度范圍內(nèi)，可以有效提升天線底部的輸入阻抗，進(jìn)而高效提升天線效率。而145米高的鐵制塔，則適合被用于中低頻段。

5.饋線。中波廣播的發(fā)射天線多數(shù)情況是以不對(duì)稱饋電的方式存在的。依據(jù)中波廣播發(fā)射天線的構(gòu)造情況，饋線必須選取能耗小、傳輸率高，并且還要有優(yōu)異的屏蔽功能而且還不能有輻射。饋線的形狀對(duì)它的特性阻抗也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，此外，內(nèi)部導(dǎo)體和外部導(dǎo)體間的距離也會(huì)改變它的特性阻抗，這兩者的絕緣度對(duì)饋線的功率也具有很大的影響。此外，把控制室設(shè)計(jì)在饋線和天線之間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)阻抗變換的作用，讓饋線的特性阻抗與天線的輸入阻抗相協(xié)調(diào)。

6.地網(wǎng)。地網(wǎng)和大地構(gòu)成了發(fā)射天線的電流回路，因此，地網(wǎng)對(duì)天線的工作效率有非常大促進(jìn)作用。天線效率和理論常數(shù)間的乘積就是發(fā)射天線的具體增益。降低地面能耗可以高效提升天線的現(xiàn)實(shí)增益，而地網(wǎng)有著減少地面能耗的效用。中波廣播發(fā)射臺(tái)的地網(wǎng)是以鐵塔底部為中心，并呈輻射狀向外蔓延的。地網(wǎng)的電線正常的埋深為30公分。但如果是在耕地進(jìn)行鋪設(shè)上，那么線網(wǎng)的埋深應(yīng)當(dāng)大于35公分，有時(shí)可依據(jù)實(shí)際地形將深度加大到50到70公分。按理論來(lái)說(shuō)，線網(wǎng)鋪設(shè)的越淺，其能耗也就越少。地網(wǎng)一般選擇性能較好的導(dǎo)線，長(zhǎng)度在0.45到0.55λ之間，多數(shù)情況下80到110根導(dǎo)線（依實(shí)際情況而定）。如果是在干旱地區(qū)，尤其是沙漠區(qū)域，土層本身就有一定的導(dǎo)電性，會(huì)加重地面損耗，相應(yīng)天線的實(shí)際增益就會(huì)減少，在這種狀況下，可適量增加導(dǎo)線的使用量。

三、結(jié)語(yǔ)

發(fā)射天線是中波廣播發(fā)射體系的重要組成部分，也是決定發(fā)射體系運(yùn)轉(zhuǎn)品質(zhì)的關(guān)鍵要素。因此掌握中波廣播發(fā)射天線的基本原理，對(duì)今后各項(xiàng)工作的開(kāi)展有著非常重要的意義。

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