中波发射天线概述

艾赛提·司马义

（作者单位：新疆广电局节目传输中心8103台）

中波发射天线概述

艾赛提·司马义

（作者单位：新疆广电局节目传输中心8103台）

本文简要介绍中波广播发射台直立式中波发射天线（边宽50 mm×边宽50 mm，高度76 m）极化方式、辐射效率最佳的高度、适用最佳的频率范围。中波发射天线地波、天波两种传输方式的特点以及提高中波发射天线辐射效率的途径等。

中波频率；波长λ；天线阻抗；天线Q值

中波广播是以地面波绕射传输为主，以电离层反射传输为辅的传播方式，只有当天线的有效高度与工作波长相当时，才能有效辐射电磁波。对于直立式中波天线来说，其有效高度h=0.53λ时，辐射效率最高（λ为发射频率的波长），最低高度h大于0.25λ才能有效辐射电磁波。

中波天线在其垂直面内的方向性是随着天线高度而变化的，高度不同，天线上的电流分布也不同。当天线高度为工作频率的λ/4，且天线上最大电流位于天线的底部时，天线的实部电阻R较小，地波辐射也较弱。随着天线高度升高，最大电流位置上移，天线底部的电流减小，天线实部电阻增大，地波辐射加强。当天线高度为λ/2时，最大电流位于天线中部，天线有较强的方向性，也有较大的服务面积。见图1。

如果天线高度继续增加，地波辐射虽然加强了，但出现了高仰角辐射的天波，而天、地波共存使服务区范围反而减小。对于中波天线，并不简单追求地波辐射最强，还要考虑高仰角辐射的天波引起衰落区的远近和害多利少的天波服务区问题。对推远衰落区最有利的高度是0.53λ而不是地波最强的高度0.64λ，因此0.53λ的天线高度又称为反衰落高度，也是天线的最佳高度。

中波天线的高度一般在工作频率的0.2～0.5λ，当高度低于0.2λ时，天线的实部电阻较小，天线的辐射效率也因实部电阻变小而降低。因为天线在实际工作中需要的是天线底部的输入阻抗，而不是辐射阻抗，若输入实部电阻太低，发射机效率不高，且虚部阻抗大，天线的Q值高（Q值是指品质因数：XL/R或Xc/R其中XL是电器元件的感抗、Xc电器元件的容抗），造成天线工作时边带频率的阻抗与载频的阻抗相差较大，使发射机在载波工作时正常，调幅工作时高音频技术指标差，严重时还会出现高音频调制时驻波比大降和关功放现象。对此，可采取以下措施：①加高天线；②加顶；③改变拟制网络的设计和采取低Q值的π型网络。

图1 天线大最电流位置

中波天线的阻抗为复阻抗，既有实部R，又有虚部感抗或容抗±jX，它随着工作频率的变化而变化，还随着天线的高度、边框的边长及地面的土壤和周围的感应场不同而不同。在中波段频率范围内，它的阻抗变化是很大的。在频率低端，实部电阻R较小，虚部容抗X较大。随着频率的升高，实部电阻和虚部阻抗在变化，呈上升状。实部电阻R在1 600 kHz时最大为760 Ω左右，从1 600 kHz开始下降。虚部阻抗在1 600 kHz为较小的容抗，1 600 kHz的波长为187 m，天线高度在该频率为0.4λ（h/ λ=76 m/187 m）。虚部阻抗在1 400 kHz为感抗最大300 Ω左右，天线高度在该频率为0.35λ（h/λ=76 m/214 m）。在整个中波段，实部电阻最小为30 Ω左右，最大为760 Ω，虚部最大容抗为120 Ω，最大感抗为300 Ω。虚部最小阻抗0 Ω，在890 kHz和1 550 kHz左右。最佳运用频率在810～1 170 kHz，在这一频率段的实部电阻R和虚部电抗X适中，相差不大，阻抗频率特性曲线变化比较缓慢，对调制的上下边带频率有利。提高中波天线传输效率另一有效途径就是减轻天线的损耗。天线的损耗分为三种，即铜损耗、绝缘损耗及地损耗。其中，铜损耗和绝缘损耗占比较低，可忽略，损耗最大的是地损耗。为减少电流通过地面产生的大量损耗，可以在地面下铺设铜地网，即从天线基座中心向外辐射的铜导线。埋藏的深度一般为0.2～0.5 m，导线数在120根左右。

[1]张丕灶，刘轶轩.全固态中波广播发送系统调整与维修[M].厦门:厦门大学出版社,2007.