中波广播76m发射铁塔天馈线系统的改造

赵 民

1 天馈线系统改造的原因

以载波频率分别是540 kHz和873 kHz，在76 m中波发射天线上双频共塔为例，说明天馈系统不良给发射机带来的影响。现在DAM发射机对天馈线系统阻抗匹配要求较高。目前10 kW及以下功率的中波发射机都采用76 m定标天线，天线高度不理想，由于540 kHz工作频率太低，原有天馈线系统，天调网络难以良好匹配，造成发射机电声指标不好、工作不稳定，雷电、云层低等天气条件变化，引起天线驻波比增大，机器输出功率下降，严重时，机器过荷掉高压，甚至关机，损坏功放模块，给安全播出造成了极大的压力。

2 理想的中波发射天线高度和地网的规范敷设

2.1 理想的天线高度H

中波垂直极化拉线式桅杆铁塔，为了提高载波辐射电流波峰在天线高度上的位置，以增加良好辐射效果，增大远处辐射场强、推远高仰角副瓣形成的衰落区，铁塔高度的理论数值为载波频率的0.53λ最佳。

2.2 规范的地网敷设和有效长度

由于受到场地的限制，考虑天线的建设成本，10 kW及以下功率级别的发射机，一般采用76 m高度的定标铁塔，按照中波天线辐射的传统理论，天线的高度和地网的长度应该是等长的。考虑到地网在地面下埋设后，高频信号受土壤、砂石等因素的衰减，地网长度应该是天线高度H/缩短系数0.9。近年来，由于城市建设的扩建，地网遭到破坏的事件屡屡发生，地网长度遭到蚕食。解决的办法是将地网的末端用导线连接起来，每隔300加地桩，地桩深度以5 m为宜，以增加地网的有效长度。

2.3 f1=540kHz,f2=873kHz两频在76m铁塔上双频共塔的实测状况

2.4 用矢量分析仪测量

一般说来，天线Q值在5以下，对发射机的电声指标没有影响。但Q值大于5，会造成DAM发射机音频失真指标、频率响应指标变坏，上述540 kHz工作频率的发射机失真指标、频率响应都很差，很难入级，且发射机工作不稳定。是由于76 m天线的高度不足，与载波540 kHz要求的天线理论高度值相差很大，又由于工作频率偏低，天线对540 kHz呈现的电阻R数值过小，工作点处在天线阻抗特性曲线的不利位置所致，导致天线调配网络很难匹配。曾试用几种不同的匹配网络，该频率上的天线阻抗匹配都很难达到要求，发射机无法稳定工作。

3 对76 m天馈系统的改造

3.1 天线加顶

天线上的高频电流按正弦波规律分布，加顶的目的是增加天线的有效高度，提高高频电流波腹在天线上的高度，以增加有效覆盖半径。

这次天线加顶的方法如图1所示，采用3根长20 m直径8 mm的6芯铜绞线，用U型环分别依次固定在塔顶的三个角上。再用3根长2 m，规格为4×4 cm的角钢制成一个等腰三角形，并在三个角处打孔加装绝缘子，将此三角体固定在塔体相应的位置，使三角形角钢体平面与塔体横截面成平行状态，再分别将铜绞线下拉固定悬挂在绝缘子上，使加顶的3根铜绞线在铁塔顶部形成三棱柱形。加顶后，发射塔的有效高度达到96 m，相当于天线高度增加了20 m。

图1

3.2 地网改造

为了配合天线加顶，同时为了节约改造费用，每隔45°在原地网末端把地网焊接起来，并加了地桩，地桩埋深度5M并相互连接起来。天线加顶和地网改造后，实测的两频率天线阻抗的结果如下。

540 kHz的天线Q值降低为3.9。873 kHz的Q值从0.26变为0.45。两个载波频率Q值有了相当大的改善，两个Q值的逼近给双频共塔天线调配网络的设计带来了意想不到的好处，使天线调配网络的制作变得简单，经过网络矢量分析仪的仔细分析、计算，反复调整，原来难以完成的天线调配网络匹配，现在在两个频率上都能获得很好匹配。发射机的电声指标全部入甲级，两部发射机工作稳定。

4 结语

这次天馈系统的天线加顶和地网埋设地桩以增加地网有效长度的成功改造，使两部发射机之间串扰现象消失，发射机能满功率，满调幅工作，所有电声指标都达到甲级。夯实了发射机安全播出的技术基础，对台站的不间断、高质量播出有非凡的意义。