中波廣播發(fā)射天線構(gòu)成原理及地網(wǎng)對發(fā)射機(jī)輸出功率的影響分析

沈代承

國家廣播電視總局五五二臺 福建省 福州市350007

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提升，聽眾對中波廣播收聽質(zhì)量的穩(wěn)定性需求越來越高。然而，建筑行業(yè)的高速化發(fā)展，增加了中波廣播發(fā)射天線的穩(wěn)定性控制難度。例如，受高層建筑物的影響，導(dǎo)致中波廣播發(fā)射的天線天波無法以穩(wěn)定狀態(tài)傳輸至目標(biāo)位置，降低了廣播收聽的質(zhì)量效果?；诖藛栴}現(xiàn)狀，相關(guān)人員應(yīng)明確中波廣播發(fā)射天線的構(gòu)成原理，從源頭出發(fā)來解決建筑行業(yè)快速發(fā)展以及地網(wǎng)敷設(shè)地質(zhì)條件復(fù)雜等問題。這是為人們接收廣播電臺信號提供重要技術(shù)支撐的關(guān)鍵。

2 中波廣播發(fā)射天線的構(gòu)成原理

中波廣播發(fā)射的天線多以地波方式進(jìn)行傳播，從中波廣播發(fā)射天線開始，電磁波傳輸至固定目標(biāo)的過程，為線極化波。此傳輸過程，如電場的強(qiáng)度方向與地面垂直，那么，就是垂直極化波。由于中波廣播發(fā)射天線的垂直極化波電場強(qiáng)度垂直于地面，因而，能夠以很小的損失進(jìn)行傳播控制。但就目前的情況來看，地面損失，仍是中波傳播過程中主要的損失類型，為此，應(yīng)將降低地面損失，作為地網(wǎng)優(yōu)化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

中波廣播發(fā)射天線所使用的自立塔，其底部設(shè)置有地網(wǎng)，結(jié)構(gòu)較為簡單，是天線輻射的回路。廣播發(fā)射的地網(wǎng)以導(dǎo)線埋于地下的方式存在，大多為直徑2～3mm且輻射作用狀態(tài)存在，數(shù)量為60根或120根，以垂直鐵塔天線底部的中心為圓心，再以放射狀均勻向外敷設(shè)。為使導(dǎo)線傳輸能夠以低損失狀態(tài)運(yùn)行使用，依據(jù)鐵塔天線的高度、地面狀況、場地范圍，相關(guān)人員需將導(dǎo)線的長度控制在0.3λ～0.5λ左右。

如此，一旦大地電導(dǎo)率未達(dá)到天線傳輸?shù)囊?guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，就應(yīng)增加導(dǎo)線數(shù)量來進(jìn)行優(yōu)化控制。當(dāng)大地電導(dǎo)率低于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后，就可適當(dāng)增加導(dǎo)線數(shù)量，并將增設(shè)此控制過程設(shè)置使用的導(dǎo)線材質(zhì)確定為銅。由此可以看出，要想使中波廣播發(fā)射天線的傳播工作正常進(jìn)行，需對中波天線的輻射過程進(jìn)行完整回路構(gòu)建，從而來滿足廣播聽眾的質(zhì)量效果需求。對于構(gòu)成完整回路的載體，地面，因其運(yùn)行使用效率不高，要想提升天線的運(yùn)行效率，需要在天線底部進(jìn)行地網(wǎng)的敷設(shè)。

基于上述原理，研究人員應(yīng)將中波廣播發(fā)射天線的效率穩(wěn)定性目標(biāo)實(shí)現(xiàn)放在地網(wǎng)的控制，即在明確地網(wǎng)對發(fā)射機(jī)輸出功率影響的情況下，來滿足聽眾對中波廣播收聽質(zhì)量效果的需求。

3 中波廣播發(fā)射天線中地網(wǎng)對發(fā)射機(jī)輸出功率的影響分析

3.1 地網(wǎng)選址

中波臺選擇的過程中，應(yīng)將獲取更高的天線傳播效率作為目標(biāo)，即充分考慮土壤的電導(dǎo)率來保證傳播效率不受影響。而實(shí)踐過程中，電導(dǎo)率數(shù)值無法固定，極易受降雨、地下水位變化以及溫度等方面的影響。經(jīng)分析，中波臺選址土壤的含水率越大，電導(dǎo)率也越大，這就意味著傳播過程中電波的損失將越小，從而獲取更高的發(fā)射效率。此外，選址還應(yīng)注重周邊生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境對電磁波傳播可能帶來的影響。這里可能會對電磁波傳播帶來影響的情況包括有：高大建筑、丘陵地帶等，如，高大建筑會降低電磁波傳播的效率。值得注意的是，還應(yīng)考慮到地網(wǎng)的敷設(shè)是否會對所涉及居民的安全帶來威脅。在綜合考量上述影響因素后確定的地網(wǎng)敷設(shè)土壤地質(zhì)條件，就能最大限度保證中波廣播發(fā)射天線的傳播效率。

3.2 傳輸效率

作為中波天線輻射回路的重要載體，地網(wǎng)與大地，其會受到大地電導(dǎo)率的影響。相關(guān)人員應(yīng)通過敷設(shè)地網(wǎng)來解決大地受電導(dǎo)率限制而降低天線發(fā)射效率的問題。此過程，敷設(shè)地網(wǎng)的深度將會影響天線傳輸?shù)墓β?，因此，敷設(shè)作業(yè)應(yīng)控制好地網(wǎng)的深度，即采用淺埋式的敷設(shè)，以將控制傳導(dǎo)的穩(wěn)定性效果。地網(wǎng)導(dǎo)線埋于地下，從減少地?fù)p耗角度出發(fā)，埋設(shè)的越淺越好。但在實(shí)踐過程中，由于占地面積大及地面農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等因素，地網(wǎng)敷設(shè)深度應(yīng)與作業(yè)所處的環(huán)境條件進(jìn)行結(jié)合，具體的淺埋式地網(wǎng)敷設(shè)，應(yīng)將敷設(shè)深度控制在30-50cm左右，起到保護(hù)地網(wǎng)導(dǎo)線的作用并保障傳輸功率不受影響。例如，當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)敷設(shè)處在耕地環(huán)境，為了便于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)增加敷設(shè)深度，最深可以埋到70cm，從而為人們的生產(chǎn)作業(yè)安全性提供保證。

3.3 地網(wǎng)電阻與傳輸效率關(guān)系

除了要考慮敷設(shè)地網(wǎng)方式、深度對傳播效率的影響，敷設(shè)地網(wǎng)過程還應(yīng)工作重點(diǎn)集中在電網(wǎng)電阻上。由于地網(wǎng)與大地是回路的重要組成部分，因此，其會承擔(dān)一部分的電流。在此作用背景下，一旦電導(dǎo)率無法發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)減小地網(wǎng)的電阻來增加電網(wǎng)的電流。當(dāng)?shù)孛娴膿p失減小后，就能有效提升中波廣播天線的發(fā)射效率。當(dāng)中波廣播發(fā)射天線的發(fā)射輻射電阻提升后，天線的發(fā)射效率也得到了提升。但因中波廣播發(fā)射天線的輻射電阻為確定值，所以，應(yīng)通過減少地網(wǎng)電阻來強(qiáng)化天線輻射效率。值得注意的是，當(dāng)中波廣播發(fā)射天線建設(shè)完畢后，還應(yīng)加大地網(wǎng)設(shè)施的維護(hù)工作，否則，一旦維護(hù)舉措運(yùn)用不當(dāng)，就會導(dǎo)致敷設(shè)的地網(wǎng)難以發(fā)揮出真正的作用價(jià)值，進(jìn)而降低發(fā)生天線的功率控制效果。

結(jié)束語

綜上所述，在明確中波廣播發(fā)射天線的構(gòu)成原理與中波廣播傳輸運(yùn)行方式的前提下，相關(guān)建設(shè)者就可通過控制地網(wǎng)傳輸?shù)男Чc穩(wěn)定性，來避免建筑行業(yè)高速化發(fā)展以及導(dǎo)線敷設(shè)地質(zhì)、水文環(huán)境等復(fù)雜影響。具體的控制工作，就是根據(jù)導(dǎo)線敷設(shè)的實(shí)際情況對地網(wǎng)敷設(shè)深度、自身電阻以及所處建設(shè)環(huán)境進(jìn)行掌握，以通過調(diào)整來強(qiáng)化廣播發(fā)射機(jī)輸出功率的穩(wěn)定性。事實(shí)證明，只有在明確中波廣播發(fā)射天線構(gòu)成作用原理的基礎(chǔ)上，才能從地網(wǎng)敷設(shè)與運(yùn)行控制效果方面入手，來降低外界環(huán)境因素對發(fā)射機(jī)輸出功率的影響，進(jìn)而使廣播通信領(lǐng)域的作用穩(wěn)定性能夠得到最趨效用性的發(fā)揮。