谈中波广播发射天线的原理与维护

刘建华 刘军

【摘要】在我国中波广播电台中比较关键的技术设施就是中波发射天线，良好的发射天线可以提高广播信息在传输过程当中的质量，减小反射与损耗，保护发射机并节省能源。本篇文章对中波广播发射天线进行了简要的介绍分析，研究了中波广播发射天线的维护措施，希望可以为相关的工作人员提供一些建议。

【关键词】中波广播;发射天线; 维护策略

中图分类号：TN94                 文献标识码：A               文章编号：1673-0348（2020）018-069-03

Abstract：The key technical facility in China's medium-wave broadcasting stations is medium-wave transmitting antenna. A good transmitting antenna can improve the quality of broadcast information during transmission， reduce reflection and loss， protect transmitter and save energy. In this paper， the transmitting antenna of medium wave broadcasting is briefly introduced and analyzed， and the maintenance measures of the transmitting antenna of medium wave broadcasting are studied， hoping to provide some suggestions for relevant staff.

Key words： medium wave broadcasting; Transmitting antenna; Maintenance policy

我国无线广播在整体发展的过程当中，中波广播技术是核心技术，中波广播是一种以地面波的绕射传输为主、电离层的反射波传输为辅的传播方式。中波段的电磁波在沿地面传播时，损耗比较小，传播距离比较远，垂直极化波的损耗低于水平极化波的损耗，因此中波多采用垂直接地天線，以获得垂直极化的地面波。实际应用中多采用拉线式或自立式铁塔天线作为辐射体，配合地网、统调匹配网络构成整个天馈线系统。

1. 中波广播发射天线的技术原理和分类

1.1 中波广播发射天线的技术原理

广播的发射与接收过程实质上就是电磁波的传递和转换过程，发射机发出的射频信号经过天线将其转变为向四周空间辐射的电磁波，通过传播后由接收机天线接收后再处理化为人耳可听的声音信号，这就实现了广播。而天线就是将发射机发出的射频信号转化为电磁波后，辐射到预定方向，发射出去的装置。我国中波广播频段范围为526.5—1606.5kHz，对应波长570—187m，这就决定了中波广播的传播方式主要以地波传播为主，天波传输为辅。所以我们在建立发射场站的时候应该尽量减少天波辐射，而加大地波辐射，才能在广播辐射范围内取得较好的收听效果。

1.2 中波广播发射天线的分类

根据中波广播发射天线技术的相应原理，当前所存在的中波广播发射天线类型，主要有单塔型天线、斜拉线顶负荷型天线、并馈式天线，在这些类型当中使用最广泛的就是单塔型天线和斜拉线顶负荷型天线。

1.2.1 单塔型中波广播发射天线

在中波广播当中最具有特性的就是垂直极化波，单塔型中波广播发射天线在具体应用的过程当中，可以作为其他技术的基础，能够产生和地面垂直的电波，在实际应用的过程当中，单塔型天线其实是一种垂直振子，其本身就存有绳拉以及底座等一些绝缘的组件，通过多个组件的合作共同构成了地网的建设分布，从而可以提高中波广播传播的整体质量。单塔天线的性能非常好，在具体应用的过程当中相对便捷，通过采取垂直发射的措施，在一定程度上会和地面保持垂直，从而可以将垂直振子作为发射源，能够有效提高发射的精准性。

1.2.2 斜拉线顶负荷型单塔天线

在铁塔的顶部加装三根斜拉线，使其单塔天线顶部的电流不再为零，从而增加单塔天线的有效高度。除顶负荷外，天线其他部分仍和一般的单塔天线一样。该类型天线对提高天线的效率、减低底部电压、降低匹配网络的成本都是有利的。但顶负荷仅仅是增加一些天线的有效高度，斜拉线本身对发射垂直极化波并无贡献，相反因为它不是水平的，对铁塔的发射会有些不利作用，因此，斜拉线的长度一般不要超过垂直部分的一半。

1.2.3 并馈式发射天线

并馈式天线在整体应用的过程当中，需要铁塔和其他的配套导线，传播的方式和绝缘底座保持一致。并馈式发射天线属于垂直振子，在底部结构当中会存在支撑物，该形式的天线虽然具有非常强的防雷效果。

1.2.4 匹配网络

中波天线天线一般距离发射机房较远，射频功率需要经过较长的馈线来传输，为使天线的输入阻抗（RA+jXA）与馈线阻抗（W）相匹配，减少反射波，降低馈线上的驻波比，需要在天线的输入端和馈线末端之间接入匹配网络，一般在天线铁塔附近建立统调室，容纳匹配网络的相关设备。但是应当注意，中波台站一般建立在空旷的地区，天馈线系统在阴雨天气容易遭受雷击，而雷电大部分是直流电，影响了传输的安全性和稳定性。若要避免这一问题，在匹配网络设计中应使用无功功率大的电容隔离直流电，进而有效切断高频部分的影响，此外，还可以选择电感接地的方式进行处理。

1.3 天线效率的分析

为了进一步的提高中波广播发射天线的效率和整体的质量，广播电台需要充分的了解到不同类型发射天线的工作效率。分析天线辐射发出功率以及输入的有功功率之间的差距，效率表示天线能否有效的转换能量，由下式决定：η=P1/P2，其中P1是天线辐射的功率，P2是馈线输入到天线的功率。理想天线（无方向天线）的效率为1。

1.4 天线高度的分析

在设置天线的高度时，需要充分的考虑到其他的因素，对高度进行合理的设计，天线的高度在一定程度上会影响到中波天线辐射的强度。中波天线辐射的场强水平大致会成为一个圆形的状态，故此，应该将天线的高度设置在0.3～0.5λ，以此才可以获得最大的场强，减少电播在传输信息的过程当中出现失误。如果没有对天线的高度进行合理的设计，就会导致辐射的效率受到干扰。我国中波台所应用的定型塔，整体的高度达到了78米，工作频率比较低，通过应用斜拉线顶负荷的方式，能够有效保障铁塔的高度和斜拉线的高度保持在一定的范围之内，这种方法比较经济可行。

1.5 地网的分析

射频功率在天线传输的过程中会产生一定的功耗，其中主要有天线导体的消耗、底部塔基绝缘座消耗和大地回流消耗。其中天线导体消耗会对信号传输的效果产生较大的影响;底部塔基绝缘座消耗会导致高频消耗;大地回流损耗对天线运行质量的影响最为明显。大地是中波接地天线的回路，为了尽量减少地电流的损失，好地保证天线运行的质量和信号传输的效果，工作中需要在中波天线当中根据实际情况设置地网。地网大多敷设在地面上，深度为30cm左右，过浅会因地面耕种而遭到破坏。在地网敷设时须要在天线铁杆基础浇筑施工前完成，同时为了保证其性能的充分发挥，在施工前还要进行科学的设计与规划，保证地网敷设的位置不会对其他设施的建设产生不利影响。而且为了有效避免安全问题，还应在铜皮上设置汇流条，从而更好地保证导流的效果。在地网敷设工作中，地网材料的选择占据着非常重要的位置，一般使用直径为φ3的铜线或钢包铜线，且还要科学设置工作波长，每隔3°就要焊接一根汇流条。

2. 中波广播发射天线维护对策

2.1 中波广播发射天线的系统安装

发射天线系统在整体设计的过程当中，需要充分的了解当地的气候条件和地质条件。系统在安装的过程当中，一定要了解图纸的相关内容，根据施工的具体情况展开安装工作。安装工作在开展的过程当中，如果发现图纸内容和实际施工存在着出入，需要重新的对图纸进行审核，反复地对相关数据进行校对。安装时要尽最大的力度减小偏差，以便于可以更好的开展后期的维护工作，降低维护工作的整體难度和数量。在安装相关系统的过程当中，需要充分的了解中波广播电线的应用现状和具体的原理，结合实际的情况对安装的流程进行优化和调整，以便于可以提高整个系统的运行效率和质量，保障整个运行系统的稳定性和科学性。

2.2 周期性检查

周期性检查在开展的过程当中，需要预先制定完善的计划，对天线进行养护和维修。根据安装和施工的具体时间对于周期进行设定，可以设定为周检、年检、日检。日检工作在整体开展的过程当中，需要专业的工作人员对系统进行定期的维护和检查，将检查的结果进行精准的记录，以便于可以为后期的系统运行提供参考资料。季节检查在展开的过程当中，主要是根据当地的气候条件，发射天线在运行的过程当中，比较容易受到的地方季节变化的影响，冬季时温度比较低，夏季时温度比较高，这些都会影响到天线的垂直度，根据季节的变换可以对天线的拉力进行有效的调整，确保在季节变换比较频繁的阶段，可以保证天线发射系统的正常运行。年检工作在整体开展的过程当中，专业工作人员需要对发射天线系统进行更加全面和综合的检查，积极的引进相关的专业技术，以便于可以对天线运行系统进行更加专业的了解。在检查铁塔的垂直度时，可以应用经纬仪进行检测，在检测的过程当中，如果发现了不符合要求的地方，需要及时的进行调整，并做好相关的记录。系统检查在整体开展的过程当中，要考虑到部件的绝缘问题，各个部件的连接之处是否稳定，铁塔的结构在内部是否存在着腐蚀的现象，这些问题都需要进行系统性的检测。检测工作完成之后，根据相关的记录对相应的部位进行及时的调整，以便于可以为后期的养护和维修工作奠定好基础。周期性检查在开展的过程当中，需要对每一个维修以及检修的位置和具体的结构进行精准的记录。

2.3 对天线的大修

中波天线在进行相关维护工作的过程当中，不仅仅需要进行周期性的检查，还需要对适当的位置进行大修。相关工作在实际开展的过程当中，需要对中波天线进行更加全面的检查，检查馈线，检查铜包钢导线是否存在着断裂和爆皮的现象。在检查的过程当中，如果发现了问题一定要进行及时的修复，对于情况比较严重的部件需要进行及时的更换。检查工作在整体开展的过程当中，要顺着地锚杆向下进行挖掘，与此同时还要了解锚杆的腐蚀程度，对于发现的问题需要进行及时的备案和解决，保证天线发射系统可以得到正常的运行状态。

3. 结束语

综上所述，广播事业在发展的过程当中，中波广播发射天线起到了非常关键的作用，故此，为了可以保障广播室也可以得到稳定可持续的发展，需要加大力度对中波广播发射天线的环节进行合理的设计。明确中波广播发射天线技术的工作原理，聘请专业的工作人员对问题进行解决，有效改进相关设备的性能，保障中播广播发射天线的运行状态。

参考文献：

[1]李兴建，吴秀生. 中波广播发射天线的原理与维护措施研究[J].西部广播电视，2015，（ 10） ：226.

[2]王石川.浅谈中波广播发射天线的原理及维护[J]. 科技创新导报，2015，（ 28） ：89 -90.

[3]明国东.中波广播发射天线的原理及维护措施探微[J].现代盐化工，2017，44（1） ：36 -37.

[4]牛海勇，詹劢.中波广播发射天线的原理及维护方案之研究[J].西部广播电视，2017，（10） ：234.