浅谈中波广播发射天线的原理及维护

王石川

摘 要：中波发射天线是广播电视台中重要的基础设施，也是其职能发挥的重要保证。中波发射天线作为发射的重要组成部分，其发射的质量是广播电视台需要特别关注的。中波广播的发射主要是依靠电波运行的，白天以地波的形式进行传播，晚上以地波和天波同时进行传播。依靠中波广播发射天线发射中波广播节目已经在我国得到了广泛了应用，它是我国无线广播中覆盖范围最大的一种广播形式。该文是基于对中波广播发射天线原理了解的基础上从探讨中波广播发射天线的工作原理入手，对其发射的原理进行探析，并在此基础上探讨其维护的措施，从而确保广播电视发射台的正常运行。

关键词：中波广播 天线发射 原理 维护措施 研究

中图分类号：TN934 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（a）-0089-02

中波广播发射技术在我国的无线广播中占有核心的重要位置，中波广播促进了我国广电行业的发展，为我国人民带来了收听广播的便利和乐趣。从专业的角度来看，中波广播发射技术是以电磁波的形式来传输信号的，这种中波的波长是有严格的限制的。中波广播是以地面绕射为主，以电离层反射传输为辅的传播方式进行传播，这样的传播过程使得中波广播的传播具备更加稳定的特点。另外，中波广播还具有不受天气环境影响的优势，因而它是我国广播发射的首选，实践也证明了其在实际的广播传播中能够发挥不可替代的作用。

1 中波广播发射天线的内涵

天线是用来发射或接收无线电波的一种专门的装置，它是将发射机发送而来的高频电流能量转变为电磁波的载体，然后传送到空间。反之也是按照这样的程序进行的，它是发射或接收电磁波的一种介质。

2 中波广播发射天线技术的原理

掌握中波广播发射天线的原理是进行合理有效的设计的前提条件，同样是对天线进行维护的重要保证，因此相关人员对其发射过程中涉及到的内容都应该充分掌握。

2.1 具体原理分析

根据国内外众多的关于中波广播发射天线技术的相关资料和文献，我们可以得知垂直极化波的转化和覆盖是其运行的核心技术所在。在物理原理中，电磁波处于一般电场的情况下都会按照固定的方向进行发射工作，这就是所谓的极化现象。无线电波在发生极化现象的过程中，会产生一种与垂直面平行的极化波，也就是垂直极化波，这也正是中波广播发射天线的核心技术所在。垂直极化波在运行的时候，其产生的电流方向是垂直于地面的，因而就能够与中波广播传播的电流就会进行汇合工作，因而提高了其传播的效率。

2.2 不同类型和形式

在了解了中波广播如何进行传播工作的特性之后，我们对中波广播发射天线进行了具体的分类以深入了解其原理。在中波广播的发射实际应用过程中，中波发射天线可分为以下几类：单塔天线、顶负荷型单塔天线、并馈式天线、新型式天线。前三种是最常见的被实际用于中波广播发射天线的类型，而最后一种新型式天线是为了应用于广播传播要求更高而研发出来的一种新型天线，它是中波广播最新技术成果。

2.3 单塔天线

中波广播发射天线技术的原理是发射垂直极化波，中波发射多以拉线单塔天线的形式发射与地面垂直的极化波。作为其中的一种类型，其实质也就是一种处于底部绝缘并且与地面垂直的振子。单塔式天线的主要构成部分包括绝缘拉绳、钢桅杆、绝缘底座、地网及放电球等，在这些部件的共同作用下进行电磁波的发射。这是因为：一是中波段的电磁波沿地面传播时，损耗比较小、传播距离远。二是沿地面传播时，垂直极化波的的损耗低于水平极化波的损耗。单塔式天线是中波发射天线中最为常用的一种发射类型，当受到经济条件制约的时候，一般中小功率的中波台大多选用轻型拉线塔，其高度为76m。

2.4 顶负荷型单塔天线

当铁塔高度小于λ/4时，输入阻抗的电阻部分变小，天线的辐射效率将因地阻的影响而有所降低。因此可以加装斜拉线作为顶负荷以增加铁塔天线的有效高度。斜拉线用铜线或钢绞线组成，共3根，彼此相隔120度，装在铁塔的3个方向拉绳之间，从塔顶一直斜拉到地面，倾角为45度或60度。斜拉线的长度由计算决定，它顶端直接连接铁塔，终端连接带金属帽的棒形绝缘子后，再用蛋形绝缘分段的钢绞线固定到地锚上去。

2.5 新型式天线

中波广播发射中常见的天线一般以桅杆类型的为主，它是发射天线中最常见的，但是其存在诸多方面的缺点：塔高占地面积大，需大面积铺设地网。其会耗费大量的耗费的人力、物力以及财力，另外在技术上也存在难以把握的缺陷。但是随着天线发射技术的不断完善，一种集多种优势于一身的新型中波天线应运而生了，它的出现解决了一般桅杆式在应用上的问题。新型式天线的发射原理是利用顶负荷锥面性的特点，将天线调至最低的高度，对电流进行分流处理，从而促进电流的流通。其占有优势的地方就在于它能够使发射天线在最大范围内发挥它的作用，不仅使得无线传播的辐射量更加广阔了，而且能够对天线设置的空间进行充分的利用，对于山区及没有条件大面积平坦地面进行地网铺设的地区尤为适用。

2.6 天线效率的分析

为了保证中波广播发射天线发射效率和质量的最大化，广播电台必须充分地了解不同发射天线的效率，这也是进行合理高效设计天线的重要保证之一。所谓天线效率指的就是天线辐射出去的功率与输入到无线有功功率之间的比率。通常情况下，天线的效率要低于1。在实际发射过程中，天线效率与地网的质量是息息相关的，为了保证天线的最大效率，就要有良好的地网。下面也有对地网的分析。

2.7 天线高度的分析

天线的高度也是在进行合理设计天线中的一项必须考虑的指标，它的高度决定了中波天线辐射出的场强的大小。由于中波天线辐射出的场强的水平方向呈现圆形的状态，因此天线的高度最恰当的范围为0.25～0.5λ之间，在这样的情况下，才能够获得最大的场强，而且能够有效避免天波的衰落。但是其存在的不足之处就是其高度因素会干扰辐射的效率。目前，我国中波台所应用的定型塔，其高度为76m。在频率较低的时候，定型塔高度显得不够。这种情况下，采用斜拉线顶负荷的办法，使铁塔高度和斜拉线等效高度之和，即天线的有效高度不小于λ/4，是经济可行的办法。

2.8 地网的分析

在垂直的单桅杆天线中，其中一个最重要的有机组成部分就是地网。在上文中也提到过，地网的质量与天线工作的效率紧密联系。地网是为了减少地损耗而敷设的。要想提高天线实际的工作效率，最直接和有效的办法就是减少在地面上的损耗，而地网就能够有效地降低地面损耗，这也是地网存在的价值所在。地网的布置需要将地区的地形、气候及土壤等因素充分考虑进去，因为这些因素对导电率都会产生很大的影响，其导线的数量关系着天线的辐射效率，地网导线的数量能够提高其效率。

3 对中波广播发射天线的维护措施

对中波广播发射天线进行维护是保证其正常发挥作用的重要条件，一旦维护不当或不及时，不仅会影响中波广播职能的正常发挥，而且会加大人力以及资金的损耗，因此在实际操作过程中，相关工作人员一定要加强重视并且采取有效的维护措施。对于中波广播发射天线的维护，国家是制定了相关标准的（GY/T178-2001中、短波天馈线运行维护规程），这是对其进行维护的标准和依据。中波广播发射天线包含多部位的构件的维护，包括地网、底座、拉线等。另外对天线还要进行系统的大修检查，这些都是维护工作中必不可少的环节。

加强日常的巡视和检查。日常的巡视和检查是确保中波广播发射天线正常运行的重要保证，因此即使是对其进行简单的日常巡视，工作人员也要予以重视，对于台内天线、场地大小和数目都要定期定点地进行检查、维护和保养，并且要制定一定的计划。另外，日常的巡视和检查的内容还随着季节的变换而变化，如春夏交替之时和秋冬交替之际，工作人员还要调接天线的张力，其松紧度要适中，不宜过紧也不宜过松。另外还要定期地给天线的拉线、卸扣、绳圈和夹头等构件上黄油，以避免造成这些部件受到腐蚀；同时，要对天线的桅杆上的锈进行定期处理以及上防腐漆，一旦发现问题，就要及时进行更换和清洁；天线绝缘子的检查也应该列入日常的检查中，如果发现破损就要及时更换，另外对其还要做到对灰尘的日常清洁，这是保证绝缘强度的必要措施。当其绝缘强度降低的时候，工作人员一定要予以重视，找出降低的原因，并且加以解决。

3.1 对电气的维护

在对中波广播发射天线进行维护外，还要对电气进行维护，其维护要求如下。

（1）定期监控天馈线系统的驻波比。工作人员要密切地观察天线发射控制面板上的反射波指示，并且将观察结果如实记录下来，并且与交班时的指示记录进行对比，如果发现数据存在明显的差异，就要及时寻找原因，然后对破损的部件进行更换，当然要找到匹配的原件。

（2）注重日常的清理和清洁工作。中波电台在固定时间内都会进行一次停播检修，工作人员一定要把握好这次机会对其各个元件进行检查，其中检查的范围包括各个元件之间的连接是否正常，接口是否完好无损，调配室的电容元件及线圈的温度是否在正常范围以内，另外还要对室内的威胁物如动物和虫子进行检查，以确保其发射天线不会受到干扰。

（3）仔细检查全部地网线和接地线，这是为了避免脱焊的危险，对地线和放电球下部的焊接质量工作人员要尤为重视，这也是重点检查的对象。另外，在条件的允许下，每年都要进行一次地网系统电阻的专业测试，并且要将测试结果认真记录下来，并且进行认真地分析和对比。

（4）对于主馈线是同轴电缆的中波台，需要定期地对电缆上的绝缘电阻值进行测量。另外，还要时刻观察电缆的充气机，以确保其气密性始终处于规定的气压范围内。

3.2 加强对天线的维护

天线一般都是暴露在室外的，并且要常年经受风吹雨打，时间长了，天线一定会受到不同程度的侵害和腐蚀，然后又导致了塔身的老化和锈蚀，最终有可能会造成塔身的损坏。在这样的情况下，将会影响信息的传送，广播的正常播音将受到严重的影响。因此，为了保证广播的正常运行，就需要从加强天线的维护入手，以延长天线的使用寿命，从而有效地预防意外事故的发生。在雷雨季节的时候，需对天线上的避雷装置进行认真检查，发现问题就要及时做出调整；对于接地需要检查其接地情况是否良好；经常清洁天调室内的卫生。对天线的维护和保养是保证其作用不受影响的重要且有效途径，另外要加强对塔基绝缘子表面灰尘的情节工作。对固定天线的螺丝帽上的铁锈也要定期进行清除，并且涂上黄油加以保养。大风季节，注意检查天线的抗风力情况，一发现问题就要加以解决。

对天线的大修。在对中波天线进行检查维护之后，还要定期地对其进行大修，这是维护之后的必要举措，也是对天线破损地方进行修复以确保中波广播天线正常发射的重要保证。对中波天线进行大修的周期一般是根据各地区气候条件不同要求不同，气候干燥无腐蚀地区每8年一次，一般地区5年一次，沿海及腐蚀严重地区3年一次。并且大修的时候要进行全面而彻底地检查。首先是对拉线进行检查。拉线的拉力是影响天线功能发挥的一大重要因素，因此在实际的检查过程中，首先要检查拉线的腐蚀情况，然后还要清洁蛋形以及桶形绝缘子的破损情况。另外，还要对馈线进行检查，包括爆皮、打火、断裂等情况，一旦情况十分严重的时候就要对其进行更换。同时天线的垂度也是检查的重点对象，天线的垂度会影响其稳定性，在弯曲过大的情况下，天线就会失去平衡和稳定，如果再遇到有风的情况，就会左右摇摆，这样十分容易导致天线失去稳定性，十分危险，因此要定期检查导线的垂度并且进行调整。

对于地锚的检查也应该纳入到工作人员的日常工作内容范围内，其检查周期一般是每5～10年进行一次检查，采用抽样检查的方式。抽样率不得低于总量的10%。在实际检查过程中，要顺着地锚杆挖下去，对地锚杆和地锚拉环之间的连接情况以及腐蚀情况也要进行深入的检查和处理。

4 结语

总而言之，中波广播发射天线是发射系统的重要设备，同时也是确保广播电台正常运行的核心设备。因此为了保证其正常的发挥功效，对其进行日常的检查、维护保养以及检修是十分重要的。维护和维修的结果将直接影响天线发射的质量和效率，而对其进行有效维护是建立在了解广播天线发射的原理的基础之上的。因此作为广播电台的相关工作人员一定要加强自身对工作的责任感，在了解发射原理的基础上，加强检查和维修的技能，无论是在天线的使用过程中，还是在其日常的维护和保养中，都要严格按照国家的相关规定执行，这将有利于保证天线的正常工作，保证中波广播电台职能的正常发挥，最终将有利于促进广播事业的发展。

参考文献

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