中波廣播發(fā)射天線的原理及維護(hù)分析

馬忠魁

甘肅省廣播電視局臨夏廣播轉(zhuǎn)播臺 甘肅 臨夏 731100

1 中波廣播發(fā)射天線類型分析

電磁波中波端傳播往往是貼近地面?zhèn)鞑サ模哂袀鬏斁嚯x遠(yuǎn)、波段損壞比較小等特點。廣播信號傳輸需要結(jié)合具體的工作環(huán)境、工作性質(zhì)來選擇不同類型的中波廣播發(fā)射天線類型。目前常見的中波廣播類型有三種。

1.1 單塔式發(fā)射天線

單塔發(fā)射的天線采用垂直發(fā)射的方式，形式上是和地面垂直的。這種發(fā)射天線，主要組成結(jié)構(gòu)包括底部饋電的垂直振子、鋼桅桿、帶絕緣的拉繩、底座絕緣、地網(wǎng)及放電球等組成一個整體系統(tǒng)，再進(jìn)行科學(xué)合理的布置，讓不同設(shè)備協(xié)同起來，實現(xiàn)電磁波定向發(fā)射工作。有的中波廣播發(fā)射環(huán)境特殊，可能會給中波廣播發(fā)射帶來不利影響，這時候可以從實際情況出發(fā)，適當(dāng)選擇中型單塔，將其高度確定為76m甚至更高，這樣能夠最大程度保證傳播信號質(zhì)量。只是這種發(fā)射塔存在占地面積大、地網(wǎng)敷設(shè)廣的弊端，容易受到地域環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件的制約。

1.2 頂負(fù)荷單塔

這種形式的發(fā)射塔所發(fā)射的廣播信號，受到地面狀況的影響比較大。根據(jù)實際情況，可以在頂負(fù)荷單塔上增加斜拉塔，以此來提高單塔高度，并且讓中波廣播發(fā)射天線能夠擁有一個更好的發(fā)射條件。以某臺使用發(fā)射天線為例，該臺的天線高76m，桅桿加3m浮頂，塔身截面為正三角形，邊寬為50cm；塔身共有5蓬拉線，拉線采用鍍鋅鋼絲繩。按不同塔節(jié)從正三角形頂頭分三個方向固定，其作用是塔體受力均勻，確保安全；依塔身高度不同，距離塔心18.5m、32m、46m、64m處地面用地錨固定同方向的5條拉繩，整個鐵塔共用15根拉繩；另外，基于其發(fā)射頻率處于中波頻段的低端，為增加輻射效率，降低地面損耗，在每兩個方向拉繩中間從塔頂76m處分3個方向拉了三條頂負(fù)荷拉線，固定在距塔心79m處的地面上，其安裝角度控制在120°左右。頂負(fù)荷單塔與單塔發(fā)射塔相比，由于加裝了頂負(fù)荷拉線，在理論上增加了發(fā)射高度，降低了反射功率。

1.3 新型發(fā)射天線

新型發(fā)射塔類型的天線，具有占地面積小、無拉線、高度低等特點。天線做出了低度調(diào)整，通過分流模式來讓電流信號傳輸更加流暢，這樣的中波廣播發(fā)射天線類型能夠很好地提高傳輸范圍，可以更充分利用到空間資源來展開工作。該方法適用性好，對地網(wǎng)的要求少，有比較好的發(fā)展前景，可以做更多更深入的研究。

2 原理

2.1 運行原理

轉(zhuǎn)播臺發(fā)射出去的電磁波是朝著固定方向輸送出去的，我們稱之為極化現(xiàn)象；用于發(fā)射和接收電磁波的天線都具有確定的極化性質(zhì)，根據(jù)天線在最強輻射方向上的電磁波極化分為水平極化波或垂直極化波。很多時候中波廣播發(fā)射技術(shù)都比其他發(fā)射技術(shù)更具有優(yōu)勢，因為垂直極化波和電流交匯能夠極大程度提高中波的傳播質(zhì)量以及傳播效率，具有很好的覆蓋和轉(zhuǎn)換垂直極化波電磁波能力，可以讓無線電信號實現(xiàn)最佳發(fā)射和接收，所以，中波廣播大多采用垂直極化波。

2.2 高仰角輻射

要設(shè)計好中波廣播發(fā)射機(jī)線，就需要從實際情況出發(fā)，重視高仰角輻射問題。要能夠保證系統(tǒng)發(fā)射過程具備絕對的安全期性。系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，如果正品高度超過了0.5，相應(yīng)的發(fā)射天線就會出現(xiàn)數(shù)萬的情況，會受到很大的干擾。相關(guān)的設(shè)計者設(shè)計發(fā)射天線的過程中就要考慮相關(guān)問題，科學(xué)設(shè)計，盡可能讓中波廣播發(fā)射天線的性能得到有效提高。

2.3 天線效率

作為中波廣播發(fā)射的重要內(nèi)容，發(fā)射天線的質(zhì)量需要得到絕對的保障。它的運行效率會直接關(guān)系到發(fā)射系統(tǒng)效率。從事相關(guān)工作的人員，要重視發(fā)射天線的影響因素，做好設(shè)計優(yōu)化，明確中波廣播發(fā)射天線設(shè)計與系統(tǒng)運行之間的關(guān)系，讓天線效率得到有效提高。設(shè)計者可以從幾個方面著手來進(jìn)行調(diào)整，比如設(shè)計的時候要根據(jù)輻射電阻來進(jìn)行簡化計算，結(jié)合影響天線效率，根據(jù)一系列要素來做更綜合性的分門別類的分析[1]。根據(jù)天線的設(shè)計高度、饋電電流波長、天線形狀等的特征，做好反復(fù)的試驗工作，并進(jìn)行有效挑選，要讓天線傳播效率得到保障。

2.4 輸入阻抗和輻射電阻

衡量發(fā)射系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，主要包括輻射電阻、輸入阻抗。實際應(yīng)用中這兩項可能給發(fā)射系統(tǒng)帶來的影響是非常大的，設(shè)計發(fā)射系統(tǒng)的時候，工作人員需要從更全面的角度出發(fā)來進(jìn)行分析，結(jié)合輸入阻抗輻射阻抗的實際情況，做好輸入阻抗以及輻射電阻的匹配工作，保持傳輸系統(tǒng)長時間運行在既平穩(wěn)又高效的狀態(tài)。

3 維護(hù)要點

3.1 周期性維護(hù)

相關(guān)工作人員要針對發(fā)射天線來做常規(guī)性的維護(hù)，要及時發(fā)現(xiàn)當(dāng)前階段存在著的各種問題并及時處理，要讓中波廣播發(fā)射天線的工作狀態(tài)一直維持在一個最佳的區(qū)間內(nèi)。通常來說，周期性維護(hù)包括了年檢，季度維護(hù)、月維護(hù)和每周例檢4個層次。根據(jù)相關(guān)的運行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)來做深入的全面維護(hù)。具體維護(hù)的時候要用到經(jīng)緯儀來檢查。通過經(jīng)緯儀對饋電線路，行波系數(shù)、絕緣電阻等進(jìn)行全面測試。技術(shù)維護(hù)人員可以記錄好相應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)參數(shù)測量情況，與以往數(shù)據(jù)進(jìn)行比對情況，看有沒有出現(xiàn)生銹腐蝕的問題，如果中波廣播發(fā)射天線的某一項指標(biāo)超過了運行標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的工作人員可以及時處理做好。塔下放電散件系緊固工作讓鐵塔質(zhì)量得到保障。季度維護(hù)指的是根據(jù)不同季節(jié)的氣候條件來做更進(jìn)一步的維護(hù)。要注意不同狀態(tài)下中波廣播發(fā)射的質(zhì)量，冬季溫度較低的時候，饋線垂直度比較小，表層壓力比較大，這時候就要及時的做好調(diào)試處理。夏季溫度高，工作人員則要進(jìn)行調(diào)解處理。工作人員要結(jié)合季節(jié)變化及時做出發(fā)射天線的調(diào)整，保證其能夠以一個穩(wěn)定的狀態(tài)持續(xù)運行，使其能更好地適應(yīng)氣候條件變化，讓傳輸質(zhì)量得到保障工作[2]。要從實際情況出發(fā)，檢查發(fā)射天線連接部位的狀況，并做更深入的調(diào)整。要保證對饋線桿垂直度，饋線改拉線力以及鐵塔垂直度等一系列內(nèi)容，要保證都符合預(yù)期設(shè)計要求，要及時檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題立刻調(diào)整。要按照設(shè)備的運行情況，做好周維護(hù)和日維護(hù)。檢查各元件的連接處是否接觸良好，是否存在斷裂或開焊問題；天調(diào)室內(nèi)線圈、電容等元件有無過熱現(xiàn)象，在溫度檢查中來判斷材料有沒有出現(xiàn)質(zhì)量問題。遇到問題就要及時上報，盡快制定出針對性的解決方案及處理，避免更多問題的產(chǎn)生。

3.2 系統(tǒng)維護(hù)

必須時刻監(jiān)測發(fā)射天線的運行工作狀態(tài)，做好系統(tǒng)維護(hù)，了解配線系統(tǒng)的情況并記錄監(jiān)測到的各種數(shù)據(jù)，以此作為參考，來判斷有沒有故障產(chǎn)生。要做更加系統(tǒng)性的維護(hù)，如果發(fā)現(xiàn)了故障或者其他異常狀況，及時找出中波廣播發(fā)射天線存在的問題，分析故障類型以及故障存在的位置，采取一系列有效措施來解決遇到的問題，也可以及時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)或者更換相應(yīng)的故障元器件。為減少故障的發(fā)生率，在整個監(jiān)測工作的過程中，要根據(jù)不同部件的要點，針對容易發(fā)生故障的地方，作為重點加強防范。

3.3 設(shè)備清潔維護(hù)工作

工作人員在維護(hù)發(fā)射天線的過程中，也需要注意做好清潔工作，要能夠讓所有的設(shè)備都維持一個穩(wěn)定的工作環(huán)境。設(shè)備維護(hù)清潔前，必須保證發(fā)射機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，并由天線維護(hù)人員掛上“嚴(yán)禁合閘”銘牌，之后再進(jìn)行清潔工作，不要因為清潔問題而出現(xiàn)安全事故[3]。在清潔的同時也要檢查線路連接狀況看接線，有沒有松動，有沒有破損，然后在此基礎(chǔ)上一步一步細(xì)致的清除雜物，將可能存在的灰塵和污損面都清除掉，防止產(chǎn)生爬電現(xiàn)象。要嚴(yán)格執(zhí)行“一看二聞三摸四搖”的檢修要點，看看有無異味，電容、線圈、電阻等元器件有無發(fā)熱情況，出現(xiàn)此類情況，就必須及時檢查，看有沒有出現(xiàn)損壞，一旦發(fā)現(xiàn)了損壞或其他的質(zhì)量問題就必須及時處理，以最大程度避免各種問題的產(chǎn)生，不要讓中波廣播發(fā)射電線在有故障的情況下還繼續(xù)運轉(zhuǎn)，這樣會導(dǎo)致很多安全質(zhì)量事故。同時還應(yīng)做好巡檢規(guī)劃，建立日常巡查制度，對天線發(fā)射系統(tǒng)的裝置與管線等進(jìn)行全面檢查，查看饋線電纜、饋桿、拉線、天調(diào)室、地網(wǎng)有無破壞情況，一旦發(fā)現(xiàn)穢物、異常及外觀損壞等情況就要積極采取措施，對穢物進(jìn)行清理與檢修，以保證天線設(shè)備的運行穩(wěn)定性，最大程度降低損失。

3.4 硬件維護(hù)

在中波廣播發(fā)射系統(tǒng)中硬件是最容易出現(xiàn)問題的一個部位，要想讓中波廣播系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行，一定要做好硬件維護(hù)工作，通過相應(yīng)的硬件維護(hù)辦法來提升硬件運行的穩(wěn)定性[4]。常見的方法有兩種，一是利用硬件屏蔽維護(hù)技術(shù)。發(fā)射天線在工作中由于連續(xù)長時間的運行，受到一定的環(huán)境影響，這時候可以把硬件放到金屬箱里做接地處理，以此降低電磁波可能給中波廣播發(fā)射帶來的干擾。第二是加裝光電隔離器。光電隔離器的作用主要是對輸入信號和輸出信號進(jìn)行有效的隔離，這樣就能把外界因素帶來的干擾降到最低。第三是通過屏蔽線來削弱電磁影響，讓信號傳輸更加順利，同時也提高中波廣播運行的安全可靠性使其運轉(zhuǎn)能夠更加流暢。

3.5 電氣維護(hù)

工作人員要做好電氣維護(hù)，這種類型的維護(hù)工作，相對于周期維護(hù)、硬件維護(hù)以及清潔維護(hù)而言更加復(fù)雜，具備很強的專業(yè)性。工作人員可以從幾個方面著手來進(jìn)行調(diào)整，首先就是詳細(xì)檢查天饋線系統(tǒng)駐波比，了解數(shù)據(jù)變化情況，結(jié)合交接班記錄里已有的數(shù)據(jù)來進(jìn)行對比，及時發(fā)現(xiàn)存在的數(shù)據(jù)異常問題，并找到存在問題的部件，做針對性的處理。第二就是要做好元件維護(hù)工作。進(jìn)行停播檢修，一定要從實際情況出發(fā)，做好及時的處理，讓設(shè)備元器件擁有更穩(wěn)定的運行維護(hù)環(huán)境，也讓元器件的處理工作得到有效保障，使不同的元器件都能有一個更良好的運行狀態(tài)。第三要檢查接地裝置的情況，主要查看地網(wǎng)的連接情況、接地阻值，以及放電球的間隙是否符合放電要求，一旦發(fā)現(xiàn)連線松動、打火痕跡、間隙過大或過小的問題，及時采取有效的措施來處理。在這個過程中，檢修人員要對調(diào)整前后的數(shù)據(jù)做詳細(xì)有序的記錄，方便后期維護(hù)檢查。要做好數(shù)據(jù)比對，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并給出更有針對性的解決方案，使中波發(fā)射天線運行的穩(wěn)定性得到更有效的保障。

3.6 改善發(fā)射功率

要想使我們所發(fā)射的中波信號具有較強的穩(wěn)定性，除了保證發(fā)射機(jī)滿功率播出外，還要重視電磁波磁化現(xiàn)象。當(dāng)電磁波能夠維持傳播的水平垂直，其功率就會得到很大的提升。不同的發(fā)射天線類型，擁有不同的傳輸特性和差異性。常見的發(fā)射天線類型包括了傘形、T形、L形。工作人員要結(jié)合不同情況和不同環(huán)境下電磁波傳播的狀況來進(jìn)行調(diào)整，要做好系統(tǒng)建設(shè)，明確建設(shè)的實際情況，并做深入調(diào)查，根據(jù)天線設(shè)計類型來明確天線發(fā)射信號。使用相應(yīng)的電子儀器設(shè)備，結(jié)合檢測到的內(nèi)容調(diào)整傳播方向盡可能使傳播保持水平垂直。

4 結(jié)束語

通過上文的分析論述，我們對中波廣播發(fā)射天線的類型和原理有了比較全面的認(rèn)識和了解，并且深刻意識到中波廣播發(fā)射天線維護(hù)的重要性和實際作用，因此，筆者建議中波廣播發(fā)射臺及其相關(guān)工作人員立足于周期性維護(hù)、系統(tǒng)維護(hù)以及相關(guān)設(shè)備清潔和硬件維護(hù)等各個層面，詳細(xì)探討中波廣播發(fā)射天線各項維護(hù)作業(yè)的側(cè)重點，以便為中波廣播發(fā)射天線維護(hù)工作的高效開展提供助力。