如何高效做好短波天線的維護

武文越

（國家廣播電視總局 二〇二四臺，黑龍江 佳木斯 154027）

0 引 言

短波發(fā)射天線是無線通信系統(tǒng)最為重要的組成部分之一。作為當下遠距離無線通信的重要技術(shù)之一，區(qū)別于衛(wèi)星需要中繼站、電纜及光纖通信需要有線傳輸，短波通信不需要中繼站和有線載體。從通信能力和造價等方面來看，短波通信造價低，運行成本低，通信能力強，因此短波通信運用比較普遍。短波天線種類繁多，根據(jù)特性不同，使用范圍也不一樣。這給維護工作提出了更高的要求。一旦天線出現(xiàn)故障，發(fā)射系統(tǒng)也會隨之停止運行，從而導(dǎo)致通信中斷。因此，做好短波天線的維護工作非常有必要，必須保障天線設(shè)備的完好[1,2]。

1 短波天線的傳輸方式

短波天線是工作波段在1～30 MHz的發(fā)射或接收天線。根據(jù)傳輸路徑的不同，短波傳輸方式主要分為天波和地波兩種。天波通過電離層反射來達到傳輸目的。由于太陽運動會對電離層造成不同程度影響，因此天波方式的傳輸波長跟隨太陽運動的路徑和活躍程度發(fā)生相應(yīng)變化。地波沿地表傳輸，這種傳輸方式會產(chǎn)生一定程度的信號損耗，主要是受電導(dǎo)率和相對介電常數(shù)的影響。海水和江水的電導(dǎo)率和相對介電常數(shù)比陸地的大，傳輸效率好、損耗小，因此地波在海上航運及海上其他活動的通信運用較為普遍[3]。短波天線傳輸如圖1所示。

圖1 短波天線傳輸

2 短波天線的種類

2.1 外置短波天線

隨著科技的發(fā)展，短波天線衍生出很多樣式、形狀及模式，運用較普遍的有同相水平天線、對稱天線、角型天線、倍波天線、V型天線、魚骨形天線以及菱形天線等。和長波天線相比，短波天線具有傳輸效果好、功效高、輻射作用電阻大、方向性優(yōu)異以及增益良好等優(yōu)點。長波天線通過地表面?zhèn)鬏斝盘?，由于長波衰減緩慢，因此從發(fā)射臺發(fā)出的地波會妨礙傳播途徑上的其他發(fā)射臺和接收臺的正常接發(fā)信號[4]。

2.2 內(nèi)置短波天線

內(nèi)置短波天線經(jīng)常使用在必須使用內(nèi)置天線的接收終端，如收音機。收音機的內(nèi)置天線使用磁性天線，由銅線在磁棒進行緊密繞線而成。磁性天線的制作方法主要有兩種。一種是燒結(jié)鐵氧體方法，采用傳統(tǒng)的繞線方式，其優(yōu)點是增益較高，但是由于臨近電路板噪聲過大，電路板產(chǎn)生的噪聲會被鐵氧體拾取，因此會導(dǎo)致整體降噪比下降，而且成品不抗振、易碎裂。另一種方法采用有機磁性材料，通過繞線制作而成。其優(yōu)點是磁性天線與頻率沒有關(guān)系，因此降噪比較好，與鐵氧體相比，有機磁性材料指標要多出2～3 dB，并且成品質(zhì)量好，抗振、抗摔[5]。

3 短波天線的維護

3.1 短波天線維護的重要性

天線是無線通信和廣播電視信號發(fā)射所需的重要設(shè)備。要保持通信暢通、信號接收良好，必須以天線設(shè)備的良好運行作為支撐。天線維護工作應(yīng)該由專業(yè)人員實施。天線、饋線、桅桿及拉線組成了十分復(fù)雜的龐大系統(tǒng)，要求實施維護的天線工具有過硬專業(yè)技術(shù)和很強的責任心。維護工作可分為天線系統(tǒng)巡檢和系統(tǒng)測試及調(diào)整兩部分。

3.1.1 天線系統(tǒng)巡檢

維護人員應(yīng)每天對天線系統(tǒng)的重要部位進行巡檢，定期對系統(tǒng)進行全面巡檢和維護。例如，以月、季、半年等作為定期檢查周期，同時做好相應(yīng)計劃，對各個部位依次進行專項巡檢和維護。如遇特殊天氣和特殊時期（如雷雨、大風及暴雪等天氣和入冬入夏等重要時期），要進行特殊的巡檢和維護工作。如在巡檢中發(fā)現(xiàn)問題，維護人員應(yīng)該及時進行妥善有效的處理。如果不能處理，維護人員應(yīng)該第一時間上報，并請專業(yè)的技術(shù)人員來處理[6]。

3.1.2 系統(tǒng)測試及調(diào)整

系統(tǒng)測試及調(diào)整工作包括根據(jù)天線的使用情況和各使用單位規(guī)定的檢修周期進行檢修和測試，并提出大修計劃；根據(jù)季節(jié)變化對塔桅拉線進行調(diào)整；根據(jù)播出頻率的變化對天線系統(tǒng)進行調(diào)試。天線大修由專業(yè)施工隊伍進行施工，主要任務(wù)包括塔桅結(jié)構(gòu)檢查、塔桅拉線絕緣檢查、短波天線幕檢查以及饋線全面檢查。根據(jù)各地方條件不同，這些檢查周期可定為5年或者其他時間[7]。

3.2 短波天線維護工作的類目及重點

短波天線維護工作可分為一般性維護（日常維護）和定期維護（以周、月為周期）。

一般性維護（日常維護）即維護人員每天對天線系統(tǒng)進行一次外觀全方面的巡檢，包括各個節(jié)點重要部位有無脫落、變形及銹蝕等現(xiàn)象。具體可采用望遠鏡和無人機等設(shè)備進行巡檢。重點在于“日巡和全面”，以保證設(shè)備的經(jīng)常完好。如遇特殊天氣，相關(guān)單位應(yīng)根據(jù)具體天氣情況，通過相應(yīng)地增加巡檢次數(shù)、增加人員以增強巡檢力量，加強對天線系統(tǒng)重點部位的排查。

定期維護是根據(jù)使用單位的相關(guān)規(guī)定和規(guī)程，制定計劃和檢修周期，按照檢修周期的計劃實施維護。例如，每周一次沿饋線線路進行巡檢，包括饋線、饋線桿及雙門的連接點等。具體維護工作為：檢查是否有螺絲脫落、部件發(fā)生形變以及起火痕跡等；針對天線塔桅、天線拉線拉桿、天線幕、反射幕以及下引線等主要部件，查看松緊度是否良好，是否有斷線和裂痕等；對檢查場地偏向開關(guān)，檢查其密封性是否良好，有無漏雨或起火痕跡。大型電臺的所有天線部位應(yīng)在一個月內(nèi)全部檢查一遍。

根據(jù)巡檢周期不同，相應(yīng)的維護工作內(nèi)容不同。

以月度為周期的定期維護工作內(nèi)容有：每月對場地偏向開關(guān)進行一次傳動部分和接觸頭的檢查，同時做好接觸頭和絕緣子的清潔工作。

以季度為周期的定期維護工作內(nèi)容有：每季對塔桅進行檢查，至少一次上塔檢査鐵塔結(jié)構(gòu)和連接螺拴的松緊情況。

以年度為周期的定期維護工作有以下內(nèi)容。

（1）每年對天線的天線幕、反射幕及天線振子松弛度進行一次調(diào)節(jié)，同時對塔身的垂直度和天線拉線拉力進行測試和調(diào)節(jié)。（2）每年對饋線拉線和天線拉線的花蘭螺絲使用黃油做好防腐蝕、防老化工作，保證日后工作螺絲的良好使用。（3）每年對饋線底座基礎(chǔ)進行檢查，并對拉線地錨基礎(chǔ)進行培土鞏固。一般地，地錨應(yīng)高出自然地面20 cm。也可以將饋線路由基坑等做成硬化的地面，提高維護的質(zhì)量。（4）每年對饋線的行波系數(shù)和絕緣電阻進行一次測試。

特殊時期的定期維護工作內(nèi)容有：在每年冬夏交替之際，維護人員可以根據(jù)《中、短波天饋線運行維護》規(guī)程要求和當?shù)貧夂颍m度對饋線線路和天線下引線的張弛進行調(diào)節(jié)，這樣可以有效地避免因季節(jié)變化帶來的熱脹冷縮，導(dǎo)致饋線松緊不一，破壞平行，造成不良影響。

根據(jù)使用單位的情況不同，天線和地域不同等，相關(guān)單位應(yīng)分別制定巡檢、維護的周期和計劃，并保證在周期內(nèi)完成檢修。維護人員在檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理，一時不能處理的，要及時制定方案，準備材料，組織人力，利用停機時間抓緊處理。對于實在因人手、設(shè)備及時間等原因不能處理的故障，維護人員可根據(jù)情況請專業(yè)大修隊伍協(xié)助處理。

每次維護檢修處理結(jié)束，要形成詳細的文字記錄，尤其是對故障的處理和技術(shù)改造等，要明確時間、地點、天線型號以及故障部位處理方法等。故障處理完畢后，相關(guān)人員及時進行分析和總結(jié)，并做好存檔。

天線維護人員必須經(jīng)過培訓(xùn)和考核，并取得相關(guān)的從業(yè)資格證書，能夠掌握天線的專業(yè)知識和基本的操作技能，熟練掌握天線施工的安全制度和相關(guān)的規(guī)程，同時能夠在實踐中不斷總結(jié)提高專業(yè)維護技能。

4 短波天線容易出現(xiàn)問題的部位、原因及處理方法

4.1 天線部分

短波天線的天線部分經(jīng)常出現(xiàn)的故障有以下幾種。

（1）天線幕起火。有可能是大風造成天線振子或下引線搖晃，造成松動或者斷線，該故障容易出現(xiàn)在天線幕的饋電點上。（2）引下線起火。引下線起火可能是由引下線局部高電位導(dǎo)致?？梢酝ㄟ^在起火部位綁扎同等直徑的銅線來降低高電位解決，同時還要對饋線線路進行細致檢查。（3）反射幕起火。反射幕起火原因是發(fā)射頻率不匹配或不符合。反射幕是按照固定頻率制作的，而短波天線頻帶較寬，如果設(shè)計頻率與使用頻率匹配度較低或者相差較大，反射網(wǎng)容易發(fā)生起火甚至斷線。（4）天線幕振子上啞鈴絕緣斷裂。對于這種情況，應(yīng)該及時檢查天線幕絕緣子是否有污漬，應(yīng)定期做好清潔或調(diào)整尾巴繩拉力。（5）饋線桿傾斜。造成這種情況的原因一般有大風造成的擺動、外力產(chǎn)生的碰撞或雨后饋線基坑塌陷。應(yīng)及時扶正饋桿，填實基坑并加裝拉線，加強巡視桿路。（6）阻抗失衡。饋線形狀改變或者饋線太松會造成阻抗失衡，應(yīng)及時調(diào)整饋線垂度。

4.2 饋線部分

短波天線的饋線部分經(jīng)常出現(xiàn)的故障有以下幾種。

（1）饋線起火導(dǎo)致斷線。饋線起火的原因一般有兩個，一是功率過載、容量不夠；二是在海拔較高的地區(qū)，饋線的臨界電位梯度變低，電位梯度超過饋線的臨界電位梯度，造成起火。發(fā)現(xiàn)起火后，維護人員應(yīng)做好相應(yīng)的安全措施，對故障點進行及時處理。在沒有斷線的情況下，應(yīng)該對故障點進行打磨和拋光，防止造成二次起火；如果發(fā)生形變，應(yīng)該盡可能恢復(fù)饋線初始形態(tài)，以保證技術(shù)指標可靠。在斷線的情況下，應(yīng)首先對故障點進行打磨、拋光和切除，之后進行接線。接線主要有銅線綁扎法和套管壓接法兩種方法。銅線綁扎法：取適用長度、同等直徑的銅包鋼線，用銅線對銅鋼線兩端與斷線點兩端進行纏繞綁扎對接。套管壓接法：取適用長度、同等直徑的銅包鋼線和對應(yīng)大小銅套管，將銅包鋼線與斷線依次插入套管內(nèi)，用手動液壓鉗或者便攜式電動液壓鉗進行壓接。此方法便捷高效，能大大縮減故障處理時間[8]。（2）饋線垂吊裝置起火導(dǎo)致饋線脫落。這種情況可能是由于特殊天氣造成的起火。例如，在霧天或者空氣質(zhì)量較差、灰塵較多的天氣，垂直吊棒或者吊繩絕緣度降低而發(fā)生起火。饋線采用兩路饋電水平運行的方式，如果在巡檢中發(fā)現(xiàn)饋線一側(cè)的饋電垂吊裝置斷裂，維護人員應(yīng)及時上報，并且做緊急處理，可將另一側(cè)的垂吊裝置打斷，保持兩路饋電線路的水平一致，優(yōu)先保證信號質(zhì)量，之后做好相應(yīng)的安全措施，組織人員對垂吊裝置進行更換[9]。（3）饋線絕緣橫支撐斷裂導(dǎo)致線間起火。在霧霾、雷雨大風天氣情況下，瓷棒表面有污垢可導(dǎo)致絕緣度降低，固定螺絲有毛刺出現(xiàn)，尖端放電，可能造成線間起火。如果在巡檢中發(fā)現(xiàn)此問題，維護人員應(yīng)該及時上報并做好緊急處理，之后做好相應(yīng)安全措施，及時更換損壞的橫支撐。在特殊天氣情況下，維護人員應(yīng)加強巡檢，在巡檢中發(fā)現(xiàn)瓷棒有污垢應(yīng)及時處理。對于固定螺栓，可以加裝螺母蓋，不僅可以有效防止尖端放電，還可以防灰、防水及防止腐蝕。（4）落鳥導(dǎo)致饋線起火。在巡檢中發(fā)現(xiàn)此問題，維護人員應(yīng)立即上報，并及時用絕緣桿將鳥身或鳥爪清除，之后做好安全措施，對起火點進行打磨處理。對于此類問題，可以根據(jù)實際情況加裝驅(qū)鳥器，同時做好日常的巡檢工作[10]。

5 結(jié) 論

隨著社會經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，短波天線系統(tǒng)也在更新?lián)Q代，短波發(fā)射維護工作量越來越多。通過日常維護和定期維護，可以提前做好預(yù)防工作，降低事故率。同時，維護人員應(yīng)不斷總結(jié)事故處理過程，積累維護經(jīng)驗，進而提高維護水平，保證短波天線系統(tǒng)正常運行，為廣播事業(yè)發(fā)展夯實技術(shù)基礎(chǔ)。