中波广播发射天线的原理与维护

李 松

（作者单位：云南省新闻出版广电局昭通697台）

1 中波广播发射天线的工作原理分析

中波广播发射是一种集安全性、稳定性和高效性等多种技术手段于一体的综合化信息传播技术。中波广播的频率范围为526.5～1606.5 kHz，频率间隔为9 kHz；从标称载频531～1 602 kHz为止，共有120个频道；波长范围为564.97～187.27 m。中波广播发射传输过程中，主要用到了垂直极化波的转换和覆盖技术（地波），会让电磁波按照一个固定的方向传播，这时的电磁波就称为线极化波，而电场强度方向垂直于地面的线极化称为垂直极化波。因为垂直极化波的电场强度方向是垂直于地面的，所以在传播过程中的损失较小。但地面损失仍是中波传播中的主要类型，为提高天线的效率，地网建设也必不可少。

2 中波广播发射天线的特性分析

中波广播发射天线是个双向载体，不仅要充分利用天线的发射功能，更要有效抑制天线在空间中所接收到的无线电波。目前，我省大部分中波台普遍采用多频（双频、三频）共塔进行中波发射，这对中波广播发射系统的设计和调整提出了更高要求，既要满足天线阻抗匹配和带宽要求，还要防止邻频干扰。

中波广播发射天线根据发射频率不同，需要架设的中波发射垂直天线高度也不尽相同。天线首选高度是λ/2左右，结合各发射台站实际地理环境，也可在0.2λ～0.5λ。一般不易选在阻抗谐振区内，谐振区内天线的输入阻抗变化很大。不仅Q值过高，天线的通频带过窄，而且天线的阻抗受环境气候的影响较大，容易产生边带驻波比；高度也不易大于0.5λ，不利于实际中波发射台使用，会出现天波衰落情况。

中波广播发射天线的发射效率。天线传输的实效，主要经受其具体高度和电流经过的面积作用，天线高度降低会使铁塔低端的电阻和电流增大，而通常状况下这两类数据不会达到理想数值的一半，也就是λ/2，因此，产生的能量效率亦不会很高。

提高中波发射天线的效能地网必不可少。地网即在底下埋设铜导线，让这一部分导线作为天线辐射的回路。一般铜导线直径为3 mm，以辐射状分布，铺设深度以30～50 cm为宜；圆心为天线铁塔底部中心位置，角度为3°每根，共铺设120根，长度为0.2λ～0.5λ；以圆心为中心，半径5 m处铺设内环，每10根导线连接在回流带上；地网最外缘连接在一起，形成外环，地网在装置时要考虑到地区的实际情况，其中包括气候、地形和土壤的导电率[1]。

3 中波广播发射天线的类别

在我国较常见的两类中波发射天线是带顶负荷天线和单塔天线，早期应用较为广泛的是倒L型与T型。而近几年来随着我国科技水平的不断提高，倒L型与T型已淘汰，自立式并馈天线与新型中波小天线得到了广泛应用。

3.1 斜拉天线顶负荷天线

带顶负荷天线在实际的应用过程中，大部分小功率中波台的频率通常情况下＜900 kHz，并且塔身的高度会＜λ/5，由于输入的阻抗较低，导致该类天线的效率达不到理想效果。面对这种情况，通常会在塔身顶端的位置安装斜拉线，提高天线的高度，使单塔天线顶端的电流增大，故斜拉天线在安置时应当与地面的夹角控制在45°～60°。

3.2 单塔天线

单塔天线的主要是由地网、底座绝缘、放点球、绝缘拉绳以及钢桅杆等所组成[2]，而其本身的实质是一种能够在底部反馈电流的垂直振子。一般情况下,在水平面范围内的辐射表现为无方向性，当垂直于平面内部夹角为0°时辐射会达到最大值，若受到经济条件的影响，在选用小功率中波台的发射天线时主要以轻型拉线塔为主，高度根据发射频率而定，一般保持在76 m左右。

3.3 自立式并馈天线

自立式并馈中波天线的组成是由铁塔与周围一组导线所组成，其中，导线的上部分会与铁塔连接，导线下部分则与棒性绝缘子连接。自立式并馈天线的工作原理与单塔天线类似，但该类天线不会反馈电流，并且不需要筒形绝缘，绝缘主要来自于塔身与地面相接，具有一定的防雷作用。

3.4 新型中波小天线

由于传统的桅杆天线具有投资高和占地面积大等缺点，会对发射台维护和土地利用等方面造成不利影响，在这种情况下，新型中波天线随着科技的发展而产生，其主要原理是借助折叠振子来降低天线的高度，起到提升电阻分量的作用，从而减弱电抗分量和拓展通频带，达到促进发射效率优化的目的。

4 中波广播发射天线的维护处理分析

4.1 常规维护处理

根据广电行业《中短波天馈线运行维护规程》的规定，中波广播发射天线设施日常维护工作要求也不断提高。发射天线系统在设备日常维护过程中需要定期进行检查、保养和维护。按照维护时间段划分可以分为：周检、月检、季检、年检4种形式；其主要维护内容包括设备保养、设备检查、技术处理、故障记录4个部分。检查工作主要是针对主要部件（如塔桅、放电球、匹配网络、地网等）进行针对性检查，避免因其故障问题造成天线事故出现。

4.2 做好防雷击工作

天线通常是附近最高的建筑物容易招引雷电，由它引入的雷电将对发射机和天调匹配网络产生严重破坏。通常情况下，减少雷击的措施一般有两条：一是减少地网接地电阻，天线地网是为射频信号提供回路，同时也为雷电提供通畅的入地点；二是做好集中统一接地，尽量保持等电位。地阻越小，雷击地电压越小。

4.3 定期对天馈系统的驻波比进行监控

在平日应对天线发射控制面板上的发射波信息进行观察，并且做好相关记录，在对接班时要主动将记录进行对比，若发现有明显变化，应立即分析找出原因，同时结合实际情况，合理调整中波天线的匹配网络，调整后未得到解决就及时对损坏的匹配原件给予更换。

4.4 定期做好清洁和清理工作

在中波电台停播的检修期间，要对天馈系统的绝缘表面仔细进行清洁，并详细检查各个部件的连接是否正常和接口是否完好；对调配室匹配网络的线圈和电容原件要检查是否出现过热现象，有无打火飞弧现象，各连接点螺丝是否紧固，铜带有无变形等；统调室内有无动物和虫类等威胁物的出现。同时，在进入调配室之前必须确定是处于停机状态，挂好接地钩确认天线接地，只有在这样的情况下才能开始检修工作。

4.5 定期检查全部接地线和地网线

要对全部接地线和地网线仔细检查，防止出现脱焊的状况，尤其是底部和放电器下部焊接的质量。在条件允许的情况下最好每年使用电阻测试仪对地网系统的电阻检查一次，并且要对比分析检测的结果与完工时采集的数据有无差别。同时，对于中波台主馈线使用的是同轴电缆，应定时对电缆的绝缘电阻值进行测量，还应对充空气的电力进行密切关注，以保证充电气的电缆气密性电压能够保持在30 kPa。

5 结语

综上所述，中波发射天线作为中波发射台正常运行的重要设备，其发射效率会直接影响到中波台转播发射质量。中波广播电台的工程技术人员需要不断加强专业技术业务知识学习，在进行日常维护和保养时要严格按照要求完成，以此来保障播出质量，完成安全、优质播出任务，更好地为广大听众服务，促进我国中波广播事业的可持续健康发展。