中波广播发射天线的原理分析

唐可

摘 要：中波广播发射天线是发射体系的关键装置，发射体系能不能进行正常的工作在较大的程度上依赖于发射天线的质量。因此，在现实的工作当中需要加强对中波广播发射天线原理方面的学习。文章主要阐述了天线效率、高仰角辐射等关于发射天线方面的原理，希望为以后的维护工作提供参考。

关键词：中波广播 发射天线 原理

一、概述

中波广播的正常工作频率在525.6千赫兹到1605.4千赫兹之间。在这个频率范围内的无线电波大多数都是凭借地波来进行传送的，部分无线电波在晚上也会有凭借天波来进行传送。通过地波来进行传输的电波，其衰退率一般情况下都非常的小，并且其场强也非常的高，因此可以创造一个相比较平稳的信息传输服务区，而且发射天线的功率大小决定着服务区覆盖范围。该广播不但覆盖范围比较广，而且信号质量非常好。最近几年，随着中波广播技术的不断发展，因而获得了较为广泛的使用，同时也改进了原本品质低、能耗高等问题。通过对中波广播发射天线原理的掌握，可以更加有效的推动中波广播技術的发展和提高日常维护工作的效率。

二、中波广播发射天线原理

中波广播发射天线大多数都是利用垂直的天线铁塔，再将馈线、天线与铁塔的低部进行连接，并且铁塔的底端是一个绝缘体。在其底端是一个深度大约为7毫米的铜芯圆，这个就是所谓的地网。地网可以有效减少电能的消耗，进而提升天线发射的工作效率。除此之外，馈线、辐射电阻等都是影响中波广播发射天线的因素。下面将简单论述中波广播发射天线的基本原理。

1.天线效率。天线效率是中波广播发射天线的一项关键参数，为了完成合理、科学的设计就需要提升发射天线的工作效率。其定义主要是天线发出的能量与输入的总能量之间的比值，大多数情况下天线效率是小于1的。在现实的操纵中为了确保天线可以有非常高的工作效率就需要确保其具有高品质的地网结构。同时，在具体的研究工作中发现辐射电阻的作用也是不容小嘘的，辐射电阻是指发射天线的辐射功率与反馈电流数值平方的比值。运用辐射电阻这一理念可以使天线效率的计算变得更加简单。在具体的设计工作中，辐射电阻的大小主要取决于天线的规格、尺寸以及馈电电流波长等。

2.高仰角辐射。在现实的运行过程中，中波广播发射天线还必须关注仰角辐射的问题。如果天线振子的高度高于0.4m，就会造成副瓣的出现，并且它所具有的能量会随着高度的上升而增加，这对于高发射天线的波长有着非常重的意义。在实际的反射天线设计过程中，应当将铁塔的高度控制在天线反射波长的二分之一左右，除此之外还应当考虑到区域的大小以及对辐射范围的影响。

3.输入阻抗以及辐射电阻。从中波广播发射体系的角度来看，输入阻抗与辐射电阻都是非常关键的建设参数，同时对发射天线的设计也产生了很大的影响，也是中波广播发射天线正常运行的关键因素。因此，在中波广播发射天线的规划过程中，必须依据中波广播发射天线的具体构建与运转需要，并深度分析输入阻抗及辐射电阻这两个参数，进而确保输入阻抗可以与网络可以协调，从而保障中波广播发射体系的照常运转。

4.天线高度。中波广播的辐射范围与天线的高度有着非常密切的关联。多数状况下，最佳的天线高度为2.5λ左右，这个高度的天线，多部分都可以让地波获取最大的电场强度，同时还可以避免天线高度高于5λ时而造成的天线波长衰退。中波广播的发射台目前常使用77米高的定型塔或145米高的铁制塔，其中，77米高的定型塔适合被应用在频率大于或等于10万赫兹的频段。在实际的运行过程中，为了增加天线高度，可以采用负荷天线。在这样的高度范围内，可以有效提升天线底部的输入阻抗，进而高效提升天线效率。而145米高的铁制塔，则适合被用于中低频段。

5.馈线。中波广播的发射天线多数情况是以不对称馈电的方式存在的。依据中波广播发射天线的构造情况，馈线必须选取能耗小、传输率高，并且还要有优异的屏蔽功能而且还不能有辐射。馈线的形状对它的特性阻抗也会产生一定的影响，此外，内部导体和外部导体间的距离也会改变它的特性阻抗，这两者的绝缘度对馈线的功率也具有很大的影响。此外，把控制室设计在馈线和天线之间，进而实现阻抗变换的作用，让馈线的特性阻抗与天线的输入阻抗相协调。

6.地网。地网和大地构成了发射天线的电流回路，因此，地网对天线的工作效率有非常大促进作用。天线效率和理论常数间的乘积就是发射天线的具体增益。降低地面能耗可以高效提升天线的现实增益，而地网有着减少地面能耗的效用。中波广播发射台的地网是以铁塔底部为中心，并呈辐射状向外蔓延的。地网的电线正常的埋深为30公分。但如果是在耕地进行铺设上，那么线网的埋深应当大于35公分，有时可依据实际地形将深度加大到50到70公分。按理论来说，线网铺设的越浅，其能耗也就越少。地网一般选择性能较好的导线，长度在0.45到0.55λ之间，多数情况下80到110根导线（依实际情况而定）。如果是在干旱地区，尤其是沙漠区域，土层本身就有一定的导电性，会加重地面损耗，相应天线的实际增益就会减少，在这种状况下，可适量增加导线的使用量。

三、结语

发射天线是中波广播发射体系的重要组成部分，也是决定发射体系运转品质的关键要素。因此掌握中波广播发射天线的基本原理，对今后各项工作的开展有着非常重要的意义。

参考文献：

[1]郑晓夏.中波广播发射天线的原理和维护[J].西部广播电视，2017

[2]李 伦.试论中波广播发射天线的技术研究和场区保护[J].数字技术与应用，2017

[3]杜伟标.中波广播发射天线构成原理及地网对发射机输出功率的影响探究[J].科技传播，2017

[4]冯春梅.中波广播发射天线的原理与维护探讨[J]. 西部广播电视，2015