中波广播发射天线原理与场区保护策略探究

2020-01-01张耀勇

数字通信世界 2020年8期

张耀勇

（山西省广播电视局忻州中波转播台，山西忻州 034000）

随着网络计算机技术的发展，各行各业都开始广泛使用计算机技术，新媒体运用计算机技术对信息传播方式进行了技术革新，传统的广播电台受到严重影响。广播电台传播信息的形式依然有存在的意义，广播电台部门必须优化广播电台的技术，提高广播电台的发射信号质量。

1 中波广播发射天线的原理

中波广播发射天线主要通过垂直振子单桅杆拉线天线铁塔完成信号发射，这种方式主要优点是绝缘效果好，同时还能利用馈线完成天调网络和铁塔的连接。地网方面在铁塔中心位置使用辐射铜网结构，地网深度在1m上下，这样地网可以降低中波广播的电力损坏，还能增强发射天线信号的辐射频率。

1.1 天线高度

中波广播发射天线的高度应该根据实际情况考虑，发射天线高度不同最后发射信号的各方面都不同，主要对发生信号的辐射频率和传输效率有很大影响。中波广播发射天线在发射信号时呈现圆形的强水平方向，也可以说是以发射天线为中心呈球状向四周发射信号，这就是中波天线发射形成的辐射场，所以天线高度越高，中波广播天线最后形成的辐射场就越大，信号效果和传输效率就会有不同效果。根据天线高度不同测量不同的天线发射信号的效果，最后得出结论天线高度如果设置在0.25～0.5个波长范围之内，最后得到的辐射场最大，发射出的信号传播效果最好，同时因为天线高度的原因，还可以避免其他辐射波的干扰，信号的传播效果和质量得到提高，这个范围内传播的信号广播关注接收效果最好。中波广播发射天线在高度的选择上可以采用150m左右的发射铁塔，或者是80m左右的定型发射塔。中波广播发射信号时可以将信号发射频段锁定在1100kHz左右，通常使用150左右的铁塔可以发射中波整个波段的信号，而80m左右的定型发射塔一般用于发射中波波频较低的波段信号。

1.2 地网

中波天线发射信号主要受发射天线高度和地网两方面的影响，地网的构建效果直接影响中波天线发射信号的效果，中波天线发射信号时以天线为球体圆心向四周发射广播信号，而地网则是通过周围的大地对发射塔底部为圆心向周围进行信号传播。地网构建的材料一般是铜金属，线路一般为铜导线或者铜包线，二者的选用应该结合地网的相关规定，结合集体情况就行考虑。因为中波天线发射信号时，会在地表形成电流，而土地的导电效果并不好，广播信号在地面进行传播时会随着距离不断减弱，传播的距离越远信号强度越低。而在地表产生的电流经过地网回流到发射塔天线底部的位置，与中波发射天线会形成强大的电流，而地网与天线之间存在地电阻，地电阻随着中波发射天线的高度不断变化，中波发射天线的高度越高地阻值越低，中波发射天线的高度越低地阻值越大，所以如果中波天线在地面发射，那么形成的电流会对整个发射过程产生很大影响，因此将中波发射天线的高度设置在很高的发射塔上。在实际的中波天线发射信号塔在选择建设时应该对当地土壤的传播信号减弱程序进行测量，然后根据测量结果铺设地网。地网的铺设也要结合两者之间的关系对中波发射天线的具体布置情况进行综合分析，将中波发射天线的信号效果最大化，提高信号的覆盖程度[1]。

1.3 中波天线的构成

中波广播发射天线采用垂直振子单桅杆拉线天线与发射铁塔采用绝缘效果，然后利用馈线和天调网络与塔底连接。塔底处使用铜线构建高度1m左右的圆形架，然后在土壤中铺设铜制地网，降低地网与发射天线的电流，同时增强发射天线发出的信号质量和传播区域。所以在中波广播的整个系统中，发射天线、馈线、天调网络及地网共同影响发射信号，发射天线、发射塔等绝缘系统的构建同样对发射信号有直接影响。

2 中波广播发射场区保护策略

2.1 对中波广播发射场区进行保护

对中波广播发射场区进行有效保护可以提高发射信号的传输效率和效果，增加发射信号的传播范围，因此广播部门必须重视对中波广播发射场区的保护，并开展对中波发射场区的有效保护措施。如今我国广播电台相关部门对保护广播发射天线场区的保护工作作出详细规定，提升广播发射天线场区保护意识，加强了实际的发生天线场区保护工作。规定中对广播发射天线场区的位置选择做了详细规划，要求场区选择不能在大量住房附近，必须远离居住区，防止发射天线的信号被水平方向的高楼建筑所阻挡，影响发射信号的传播效率和质量，而且在广播发射天线场区内也不能建造楼房，将楼房对发射信号造成的影响降到最低。除了高层楼房对发射信号的影响外，发射信号对于楼房之内的居民也有很大影响，中波广播发射天线发射的信号的特点是波频低、波段长，所以信号的辐射性很强。因此如果广播发射天线场区内如果有居民在楼房内居住，那么长时间的辐射会被居民的身体造成不可逆的永久性伤害，对身体危害极大，而居民居住的楼房距离广播发射天线场区越近，广播发射信号被阻挡的可能越大，信号被阻挡，广播信号传播质量和效率都会下降，广播听众接收的信号效果差，广播电台给听众带来极差的体验；而广播发射信号被阻挡后，信号对居民的辐射就会增多，因此居民住宅离广播发射天线场区越近，所受到的辐射就越多，最后对身体造成的辐射伤害就越大、越严重。所以对中波广播发射天线区域进行有效的保护是极其有必要的，无论是保护广播发射信号质量，还是保护对居民身体健康，我们都要做好中波广播天线场区的保护措施。

2.2 对中波广播发射场区内人员安全进行保护

除了对中波广播发射场区的保护外，对中波广播发射场区的人员进行安全保护也是非常重要的。中波广播天线发射的电磁信号具有辐射性，辐射范围在250m左右，而在这250m的辐射范围内可以再细分一个波长为0.5λ的天线近场区，这个区域内电磁能无法转换为辐射能量，而是在电场和磁场间进行能力转换，或者跟发射天线的场域进行能量转换，所以从发射天线发射出去的辐射能力还会回到发射天线场区一部分，发射天线场域内存在密布的电荷或者场域内的强弱磁场，因此返回的那部分辐射能量最终还是受到场域内电荷或者电流的控制。在这个过程中，磁场能量在中波广播发射场区内一直处于能量交换状态，所以在场区内工作的广播信号发射人员可能会受到不断转换的辐射能量影响，长此以往场区内工作人员遭受长期的电磁能力腐蚀，最后对身体机能造成极大的破坏，往往引发重要恶性疾病。因此对中波广播发射场区内的人员进入一定要严格控制，非正式工作人员严禁进入场区，相关工作人员在工作时应该穿戴辐射防护服，对中波广播发射天线场区内的人员进行有效的保护。同时要对广播发射天线场区的工作人员加强安全教育的培训，让工作人员了解到工作过程中会产生的辐射情况，然后从员工自身方面提高保护意识，从场内到场外设置配套的保护措施，对场区周围及内部的人员做好辐射防护工作。

2.3 对中波广播发射场区内的设备进行保护

在中波广播发射的实际工作中，广播发射天线经常会出现问题，所以按照中波广播发射场区的相关规定，要对广播发射天线做好维护工作，保证发射天线在日常工作中不会出现故障。在实际维护中，需要定期定时在广播发射天线的非工作时间内进行检修修护，要根据实际情况确定检修时间，短到半个月，多至半年一年不等，通过检修及时发现发射天线存在的故障问题，及时做好维修或者更换工作。同时对工作中发射天线突发故障做好抢修的工作，在最短时间解决发射天线的故障，不要让发射天线对正常的广播工作造成太大影响。对广播发射天线的修护主要针对天线发射机。对中波天线发射机的日常维护的检查要从发射机的温度、电压等参数进行检测。发射机稳定工作的温度应该在30～35℃，对温度检测时如果发现不在稳定运行温度范围内，则立即对故障原因进行分析，然后及时完成维修工作，温度不正常会影响天线发射机工作的稳定性，会对工作的机械和人员造成安全威胁，所以温度一定要控制好。除了温度外还要对天线发射机的电压进行检测，在天线发射机工作中，要将发射机的电压稳定控制在天线发射机功率的三倍左右，增加维修工作人员对突发故障的处理能力。对天线发射机检测可以每隔半小时记录一次，记录温度、电压、接地电阻及发射信号情况进行记录。