淺談中波廣播發(fā)射天線的原理與維護

摘要：我國科學技術的進步，推動了中波廣播相關技術的發(fā)展，中波發(fā)射天線的使用范圍以及場景也越來越廣，因此使得廣播在技術領域也進一步的發(fā)展和創(chuàng)新，在其領域起了重要的作用。在抗干擾的性能上中波廣播的作用不是很強，中波廣播在現實的使用中，經常受到其他信號的干擾，是因為它是以實驗的信號為基準，所以不能正常工作，收聽的效果也并不是很好。為了使促進廣播事業(yè)的發(fā)展，使無線廣播更加的高效化、科學化與專業(yè)化。本篇文章將主要針對中波廣播發(fā)射天線的原理和相關的維護方式上進行了展開的分析，以便更好地提升收聽的效果。

關鍵字：中波廣播;發(fā)射天線;原理;維護

一、引言

目前在國內，中波廣播在各項廣播的發(fā)射方式之中依然承擔著重要的角色，這項技術主要由于中波波長受一定限制，所以采用地面繞射、反射傳輸的方式進行信號的傳輸，這就導致了其對于波長有著極為嚴格的控制，同時此項技術在進行信號的發(fā)射過程之中，確保信號的穩(wěn)定性與抗干擾性[1]。其技術特點也使其在進行傳播的過程之中并不受自然環(huán)境因素的影響。種種的特點讓這項技術在我國的無線廣播領域之中占有著重要的地位，在實際的應用之中起到了極大的作用，面對國家大的自然災害如地震、洪災，中波廣播是最能靠得住穩(wěn)定的傳輸信號。

二、中波廣播發(fā)射天線

（一）中波廣播發(fā)射天線的原理

中波廣播是以地面波繞射傳輸為主，以電離層發(fā)射傳輸為輔的傳播方式，只有當天線的有效高度與工作波長相比擬時，才能有效地輻射電磁波。通常采用直立式垂直天線作為中波發(fā)射天線。發(fā)射機信號是經過饋線、天調試匹配網絡，在經過發(fā)射天線和地網把廣播信號傳輸出去，每個環(huán)節(jié)的各項指標的好壞程度都影響著發(fā)射的整體效果。為了提高天線輻射效率，減少大地電流損耗，通常采取給發(fā)射天線末端加頂處理，這樣就可以大大增加天線對地電容，有效地使電流均勻分布，增大輻射的面積和頻率，提高輻射電阻，避免形成過壓等現象。

中波發(fā)射天線還需要鋪設一個高效的地網，地網在中波天線中發(fā)揮著輻射電流回路的作用，可以有效提高中波天線效率[2]。中波廣播發(fā)射天線還需安裝防雷裝置，保證底部絕緣。

（二）中波廣播發(fā)射天線饋線

饋線是連接鐵塔和發(fā)射機必經之路，饋線內外導體的間距地影響著它的特性阻抗，絕緣程度影響著饋線的功率容量。隨著全固態(tài)發(fā)射機的使用，過去的六線式饋線或多線式籠形饋線已經被同軸電纜取代[3]。傳輸損耗、特性阻抗及頻率特性、屏蔽特性、溫度特性、最小彎曲半徑等是同軸電纜的電氣性能和機械性能的主要參數。同軸電纜損相小，傳輸的數率高，幾乎沒有輻射具有良好的屏蔽作用。在天線場區(qū)建設的過程中，往往把天調室設置在天線與饋線的中間，通過天調試匹配網絡達到匹配的作用，使天線的輸入阻抗與饋線的特性阻抗相互匹配[4]。

（三）中波廣播發(fā)射天線的架設高度

天線的架設高度直接影響著天線的發(fā)射效率，一般對于中波直立式天線來說，其有效高度H=0.53入時，輻射效率最高（為發(fā)射頻率的波長），最低高度H應大于0.25λ才能有效地輻射電磁波。中波發(fā)射多以拉線塔形式，發(fā)射與地面垂直的極化波。這是因為：一是中波段的電磁波沿地面?zhèn)鞑r，損耗比較小，傳播距離遠;二是沿地面?zhèn)鞑r，垂直極化波的損耗低于水平極化波的損耗。 中波天線在其垂直面內的方向性圖是隨著天線高度而變化的，高度不同，天線上的電流分布也不同。當天線高度為工作頻率的λ/4，天線上最大電流位于天線的底部時，天線的實部電阻R較小，地波輻射也較弱。隨著天線高度升高，最大電流位置上移，天線底部的電流減少，天線實部電阻R增大，地波輻射加強。當天線高度為λ/2時，最大電流位于天線中部，天線有較強的方向性，也有較大的服務面積[5]。

由此可見，中波發(fā)射天線的架設高度，對天線效率以及輻射的功率都有很大的影響，通常中波臺大多采用高度為76m天線塔。

（四） 中波廣播發(fā)射天線的地網設計

在進行實際的中波廣播發(fā)射天線的實際設計與建設的過程之中，地網的設計和鋪設尤為重要，地網在中波天線中發(fā)揮著輻射電流回路的作用。通常在垂直單桅桿天線中必不可少，它的工作效率直接影響著天線的輻射效率。地網的鋪設以天線塔身地面中心為圓心，采用直徑2mm左右、長度為0.5波長的120根銅導線 放射的形式進行均勻鋪設，一般鋪設深度80CM左右[6]。

如果天線的高度不夠高，鐵塔底段的電流和電阻都比較大，只有通過增加地網導線鋪設數量，還可以克服土壤導電率低、地阻大，不利因素的影響天線實際增效，提高天線輻射效率。

夏季雷電很容易對發(fā)射機設備進行損壞，地網可以進行有效對中波廣播發(fā)射天線保護，降低雷對電發(fā)射機設備損壞。構建一個高效的地網，能夠有效地提高中波發(fā)射天線發(fā)射的效率，增加廣播節(jié)目覆蓋率和收聽效果。

三、中波廣播發(fā)射天線的種類

根據目前中波廣播天線的基本結構及其架設的模式上仍然存在著不同的技術標準，所以中波廣播天線可以分為單塔天線、斜拉線頂負荷型單塔天線、并饋式中波天線和新型式中波天線四種。

（一）單塔天線

在中波發(fā)射天線當中比較常見的發(fā)射類型就是單塔式的天線，但是受經濟條件的影響，通常都是選擇輕微拉線塔。

單塔式天線主要由金屬絕緣天線拉繩、鋼制天線桅桿、絕緣天線底座等部分組成，這些金屬天線的各個絕緣部分共同作用起到了作用，可以產生電磁波。中波段的高頻電磁波在根據實際需要進行傳播的過程中，并沒有需要花費太多的時間，其距離實際所能傳播到的距離也相對較短。在用中波的傳輸過程中，損耗的中波垂直的波形也比較小，在中波高頻發(fā)射的傳播天線當中比較常見的一種中波發(fā)射天線類型應該是單塔式發(fā)射天線， 但是由于經濟方面的使用限制，因此通常都會考慮選擇輕微拉線塔，高度一般選擇為H=76m。

（二）斜拉線頂負荷型單塔天線

天線的輻射效率常常因為地阻的影響而降低，鐵塔高度如果小于λ/4時，輸入阻抗的電阻將會變小。為了增加鐵塔天線的有效高度，通常采用加裝斜拉線作為頂負荷。斜拉線一般采用三根鋼絞線或者銅線組成，它們之間相隔120度，分別安裝在鐵塔拉繩三個不同的方向。

拉線的長度根據實際情況而定，一般從塔頂斜拉到地面，它們的傾角一般為45度或60度，拉線的頂端直接固定在鐵塔上，終端經過棒形帶金屬帽的絕緣子后，再一次通過絕緣蛋形分段的鋼絞線和地錨固定上[7]。

（三）新型式中波天線

目前中波廣播發(fā)射天線中，還是通常采用的各種桅桿式中波天線結構，它雖然經過人們長期普遍性的在中波廣播發(fā)射中使用，但是由于塔高占地面積比較大，土地資源的緊缺，這種天線給使用過程中帶來諸多困難。桅桿式中波天線結構還必須按照要求進行得網的鋪設。鋪設地網又需要占用很大的土地面積，對土壤環(huán)境還要求比較高。所以人們急需一種發(fā)射功能和技術優(yōu)勢于一體的新型中波發(fā)射天線，它的應運而生和應用已經徹底解決了普通民用桅桿式中波天線在實際的應用過程中諸多的問題。其所占有優(yōu)勢之處也就在于它既完全能夠做到讓所有的發(fā)射信號天線都完全能在最大的范圍內發(fā)揮自身的作用與功能，不僅能夠讓所有的設備傳輸輻射應用范圍可以變得更廣泛，而且還能夠針對發(fā)射天線所使用的空間和地理位置條件進行合理化地利用，對于那些在偏遠山區(qū)和道路條件較為嚴峻的山林區(qū)域等特殊地區(qū)進行得網的鋪設尤其適用[8]。

四、維護中波廣播發(fā)射天線的措施

（一）尋找具體的原因

面對問題，我們應該找到原因，然后再加以解決。在中波廣播發(fā)射天線的維護上，應該根據專業(yè)的技術指導，找到干擾的問題所在，就能夠解決所存在的問題了。通過大量的實踐經驗，得出這樣的結論，除了中波廣播發(fā)射天線普遍存在干擾源，在運行過程中，經常會受到環(huán)境等自然因素的影響，信號發(fā)射的輸入和輸出過程中，可能存在信號比較微弱，平時護理不全面，沒有及時進行維護，發(fā)生了失真、漏失的情況，因此只要找到干擾源，確定問題的所在解決問題，才能使信號更好的供應。

（二）明確可能存在的干擾源

在中波廣播信號進行相應的輸出和接收時的過程之中，必然會不可避免地因為各種原因受到外界因素的干擾，這就導致信號容易產生失真及遺漏等問題的出現。因此，相關的技術人員在進行相關的維護過程之中需要清楚對分析信號輸入中可能出現的干擾來源進行注意的排查，以確保減少外界因素對中波廣播信號的干擾情況的發(fā)生。同時也需要做好中波廣播發(fā)射天線各個部分的硬件維修與相應的保養(yǎng)工作，這樣對于徹底解決干擾源的問題起到了至關重要的作用。但是需要注意的是，不同種類的中波廣播發(fā)射天線，其在進行具體工作時的原理也不盡相同。因此，維護的工作人員需要針對發(fā)射天線的相應性質和類型，選擇適合維修保養(yǎng)措施，避免因為保養(yǎng)措施選擇的失誤而造成保養(yǎng)的無效化，目前國內常見的維修保養(yǎng)方法主要有兩種方式。

（三）中波廣播發(fā)射天線的指標測試

天線阻抗的測試是中波廣播發(fā)射天線維護過程中很重要的環(huán)節(jié)，通過測試來了解天線阻抗實部和虛部是否滿足要求，然后對桅桿的底座和地網運行狀態(tài)以及其性能等方面都要進行全面的檢查，如果是在進行檢查的時候發(fā)現了問題就需要及時采取有效的措施，確保中波廣播發(fā)射天線正常使用。

（四）周期性檢查

周期性的維修檢查就是按照既定的維修計劃，對現有天線通信系統(tǒng)設備進行必要的維護保養(yǎng)和日常維修。按照身體檢測的主要時間段和間隔的時段長短，周期性的身體檢查檢測方式主要分為可以大致分為三種：年檢、季檢、周檢和日檢。

（五）加強對天線的維護

在狂風雷雨和洪水暴露大霧天氣相對而言比較多的夏季，對中波發(fā)射天線的各種避雷裝置和接地都需要細心地檢查，檢查的過程中如果發(fā)現問題需要立即處理，平時要經常進行定期養(yǎng)護和日常維修[9]。檢察和日常監(jiān)督檢查避雷天調裝置的日常工作檢查內容主要包括：檢查避雷裝置天線處在接地通電狀態(tài)工作是否正常、天調裝置的環(huán)境是否衛(wèi)生。與此同時，要及時徹底清洗天線絕緣部件表面的一些雜物和內部灰塵，固定好天線設備中的應用螺絲帽，對于已經生銹的部分需要及時地為其涂刷一層潤滑油;通過有效的調試整個天線內部張力的張動松緊平衡程度，良好的張力松緊平衡程度才可以使得天線輸出信號的實際速率、實際效果和信號質量都得到充分的保障，并且可以直接使得整個天線的正常運行的安全性以及運行的穩(wěn)定性得到充分保障。

在風力較強的臺風季節(jié)，需要及時加強檢查廣播天線的室外防水性和室外抗風性能狀態(tài)，避免廣播天線信號遭受強烈的吹打，而影響到網絡廣播天線信號的傳播和信號質量。

在進行天線的日常大修前，通常需要及時做好拉線的質量檢查，影響天線的性能和傳送質量信號的影響因素之一就是拉線的耐磨損強度以及可以承受的最大壓力，因此我們通常需要及時對拉線的耐磨能力情況等因素做好全面的檢查。然后對所需要進行檢測的內容就是饋線，饋線可能會存在例如，爆裂破皮、斷裂、打火等異常的現象，如果在進行饋線檢測的整個過程中，發(fā)現這些饋線出現破損的程度相對較大，便需要及時地進行更換新的饋線。

最后我們需要及時檢查的一件事情就是觀測天線的垂度，當觀察到天線的垂度較高時，就很有可能會導致天線喪失其自身原有的穩(wěn)定性和平衡，當觀測天線連續(xù)遭受強烈的暴雨、大風和惡劣天氣時，天線就會隨著風向而不斷進行搖擺，容易直接造成觀測天線風向斷裂，產生極為嚴重的后果，因此我們需要及時對天線的風向垂度和振動方向情況進行檢查。如果在平時發(fā)現天線的垂度比較大，應該適當地注意調整一下天線的垂度，這種現象往往會經常性地發(fā)生在夏天，因此我們在夏季的維護過程之中應格外注意關心調整天線的垂度。

除了上述對于發(fā)射天線的相應檢修的內容，同時還需要注意對于地錨的相關檢修工作的開展，這同樣也是檢修的工作人員需要注重的任務之一。但是地錨相較于天線的檢修周期并不同，地錨的檢修周期一般在五至十年之間不等，具體的周期要看實際檢修的情況。

五、結束語

綜上所述，在我國的廣播發(fā)射領域，中波廣播的發(fā)射技術在目前仍然發(fā)揮著重要的作用，在日常的檢修工作中，我們要更加認真地進行全方位全線路的檢修，不僅僅可以確保廣播信號的質量，同時也保證了信號在傳輸過程之中的安全性以及效率問題。希望本篇文章可以對我國的中波廣播發(fā)射天線行業(yè)的未來發(fā)展做出一定的貢獻。

作者單位：申連雄? ? ?榆林廣播轉播臺

參? 考? 文? 獻

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