中波广播发射机天馈线系统的工作机制应用

2022-07-20甘肃省广播电视局博拉广播转播台黄超

数字技术与应用 2022年6期

甘肃省广播电视局博拉广播转播台黄超

天馈线系统是发射机的重要组成部分，信号的传播需要通过该系统来实现，该系统直接决定了广播信号的质量。基于此，本文先从馈线、天线、匹配网络、地网等方面对中波广播发射机天馈线系统的工作机制进行分析，对天馈系统的工作原理进行深入了解，再从地网维护、拉线维护、调配网络维护等方面提出天馈线系统的维护措施，从而保障系统具有良好的工作机制。

中波广播是信号传播的重要形式，在发射机天馈线系统中得到了广泛的应用。天馈线系统工作机制的良好程度决定着信号能否稳定传播，因而对其工作机制进行了解非常必要，这样才能有效地对天馈线系统进行管理，保障天馈线系统能够稳定工作，使中波信号具有良好的质量。

1 中波广播发射机天馈线系统概述

发射机天馈线系统可以有效地将中波广播进行传播，使其能够向各方向进行扩散，并且保障信号能够被稳定地传播。中波广播频率范围一般在531 ～1602kHz 之间，需要独立的天线进行传播，并且需要合理地设置辐射方向。在天馈线系统中，自立式天线应用较为普遍，可以有效地将中波进行远程传播。中波发射一般采用地波进行传播，与天波传播方式相比，地波传播的信号更稳定，可以有效地降低外界环境对信号的干扰，避免信号发生较大的损耗。天线与地网相结合才能将中波信号有效地发射，使信号具有良好的发射强度。地网通常呈现放射状，并且以天线作为中心，这样便可以有效地控制信号的传播方向，使信号具有良好的发射效果。中波广播发射机运行技术如图1 所示。馈线主要由同轴电缆组成，可以有效地对高频信号进行处理，将其传送给天线进行发射。天线一般暴露在外界环境下，需要做好相应的防雷电工作，如接放电球等，保障天馈线系统的安全性，降低雷击的风险。匹配网络在天线与馈线之间发挥作用，使两者能够协调工作，保障信号能够稳定地传播。

图1 中波广播发射机运行技术Fig.1 Operation technology of medium wave broadcast transmitter

2 中波广播发射机的工作特点

近年来，伴随着我国现代社会的发展，我国的媒体领域得到了快速的发展，而广播事业作为媒体领域的重要组成部分，在相关技术的推动下其取得了快速的发展，其中，中波广播发射机便为我国广播事业的发展带来了推动性的力量。相比于传统的广播发射机而言，中波广播发射机最大的优势便在于能够同时具备长波与短波，这就说明中波广播发射机能够满足现代广播传播对波长的多样性需求。据笔者调查研究显示，中波广播发射机的工作频率普遍保持在526.5 ～16.6.5kHz 之间，其波长范围一般为186.7 ～569.8m 之间，在上述范围之内，中波广播发射机能够良好地实现广播信号的传递，促使中波广播高效率、高质量地进行传播，同时，在该范围内，中波广播信号还能够实现沿着地球表面进行绕射式传播，该种传播形式能够进一步提升传播质量。

为满足广播信号的传播要求，在使用中波广播发射机进行广播信号的传播时，中波广播发射机能够根据频段设置条件将广播传播信号转化为地波的形态，地波形态的广播信号不仅能够提升广播信号的传播效率、保证广播信号的传播质量，还能够进一步提升广播信号的传播稳定性。通过上述分析可知，中波广播发射机的功能优异，能够满足现代广播信号传播的要求，且其覆盖范围广，能够同时实现长波、短波的传播要求，这就说明广播企业并不需要重复增设长波、短波传输设备，故广播企业的运营成本将会大量降低。由此可见，中波广播发射机的性能优异、性价比高，其在我国广播事业当中具备良好的发展前景。

3 中波广播发射机天馈线系统的工作机制

3.1 天线

天线承担着发射信号的作用，可以有效地将中波信号以广播的形式进行发射，扩大中波广播的传播范围。天线在天馈线系统中占据着重要的位置，是信号传播的重要发射装置。天线信号来源为发射机，发射机将高频已调波传递给天线，由天线将中波信号发出，进而使中波信号能够传播到外界环境。天线的位置和角度对信号的发生具有一定的影响，通常情况下，天线的与地面的角度为0.53λ 时具有良好的抗干扰效果，可以降低信号在传播过程中的损耗，保障中波信号的传输质量。天线一般采用垂直极化方式进行信号传播，这样可以有效提高信号的传播强度，将信号损耗控制在较低水平。中波天线需要架设在铁塔上，并且高度需要满足一定的要求，通常情况下，铁塔高度一般在0.3 ～0.5λ 之间，保障天线能够更好地采用地波传播方式进行传播。

3.2 地网

地网一般呈现放射状分布，分布在天线的四周，对中波信号起到了重要的保护作用。在地面附近存在着地波信号，地波将会对天线发射信号的过程造成影响，加大信号的损耗，影响信号的正常传播。通过地网可以有效地削弱地波对发射信号的影响，提高天线的抗干扰能力，保障信号具有良好的发射质量。地网一般设置在距地面0.2 ～0.5m 处，并且围绕在天线周围，这样可以有效地对天线发射的信号进行保护。需要注意的是，地网中不能存在过多的电线，需要对电线的数量进行严格的控制。通常情况下，电线的数量不能大于120 条，实际情况需要由天馈线系统构成而定。地网在整个系统中占据着重要地位，是使天线发射稳定信号的重要保障，对地网的工作机制进行研究具有重要意义，进而保障地网能够充分地发挥作用。

3.3 馈线

馈线承担着高频信号的处理作用，可以有效地将发射机生成的高频信号传递给天线，保障天线能够稳定地将高频信号进行发射。馈线在处理高频信号过程中，需要降低对信号的能量损耗，避免对信号的传播造成影响。为此，需要合理地对馈线的特性阻抗进行设置，进而有效地控制信号高频信号处理过程中的损失。馈线的特定阻抗形式有200Ω、100Ω、75Ω 等，馈线类型一般为同轴电缆，具有较强的抗干扰能力，可以保障信号有效地进行传输。通过合理地选择特性阻抗可以在很大程度上降低信号损耗，特性阻抗值需要与天馈线系统相匹配，可以通过公式Z

L ，Z=1/

c来计算，再选择合适的特性阻抗。合理地选择特性阻抗可以提高馈线的工作频率，使其能够与天线、发射机协调工作，提高信号的发射效率。

3.4 匹配网络

匹配网络在天线与馈线之间起到了重要的协调作用，可以保障两者之间能够匹配合作，提高信号发射的质量和稳定性，使发射机与天线之间能够处于良好的工作状态。馈线中存在着特性阻抗，而天线中存在着复数阻抗，通常情况下，两者之间的阻抗值并不匹配，会对信号造成额外损耗，影响信号的传输效果。为了有效地解决上述问题，需要在两者之间设置一个连接装置，使两者的阻抗能够相互匹配，以此来降低阻抗不匹配对信号的影响，这个连接装置便是匹配网络。通过匹配网络可以对两者的阻抗进行调节，使阻抗达到相等的状态，同时还能够抑制复数阻抗的影响，使两者同时具有良好的阻抗特性。例如：发射机生成100Ω 的阻抗，通过阻抗为100Ω 的馈线进行传输。由于天线为复数阻抗，具有较大的不确定性，受到频率、高度等众多因素的影响，需要通过匹配网络进行调节，使天线的阻抗符合100Ω 的要求，进而保障天线与馈线的阻抗相匹配。

3.5 防雷

由于天线、地网等设备需要暴露在外部环境，并且天线需要架设在铁塔上，极大地增加了天线遭受雷击的风险，为了保障中波广播发射机天馈线系统具有稳定的工作机制，需要采取有效的防雷击措施，从而提高系统运行的安全性。天馈线系统防雷方式主要包含以下几个方面：（1）天线越高，遭到雷击的风险也就越大，因此，需要尽可能地限制天线的高度，降低天线遭受雷击的风险。（2）需要在天线附近安装避雷针，对雷电进行有效地引导，降低雷电对天线的威胁。（3）需要在天馈线系统内部安装防雷装置，进一步对系统进行保护，这样可以有效地防止雷电进入系统内部造成破坏。例如：可以在调配室安装石墨放电球或者在天线输入端安装微亨级电感线圈，能够起到良好的防雷效果。

4 中波广播发射机天馈线系统的维护措施

4.1 地网维护

在中波广播发射机天馈线系统的日常维护当中，需要维护工作人员严格按照规定的要求进行地网的安装与铺设，且需要进行铺设记录，为后续的维护与管理工作奠定坚实的基础。在铺设的过程中，需要对地网铺设方向、距离进行严格的把控，要求相关工作人员根据实际中波广播发射机天馈线系统的运行情况及要求合理的设计地网铺设的方向与距离，并要求地网铺设工作人员按照设计要求进行铺设。

地网对信号质量具有较大的影响，对其进行维护非常重要。（1）需要做好地网施工数据的记录工作，如深度、方向等，这样在维护过程中才能更好地对电网的参数进行调整，提高重要的参考依据，使维护措施更加的有效。（2）需要在电网附近设置警示标志，每隔10m 处就要设置一处，这样可以有效地对地网区域进行保护，避免在地网区域出现取土现象，使地网设施更加的安全，避免其遭到破坏。（3）需要检查地井与地网是否连接完好，确保接地电阻足够小，这样可以对地波起到良好的抑制效果，使地网能够更好地发挥作用。

4.2 天线铁塔和拉线维护

天线铁塔、拉线属于中波广播发射机天馈线系统的重要构成部分，因此，加强对天线铁塔与拉线的维护也是十分有必要的。天线是发射信号的重要装置，对其进行维护可以有效地提高信号的发送质量，避免影响信号的传输效果。（1）需要定期对塔基绝缘子进行维护，对表面的污渍进行清理，这样可以有效提高信号的传播效率，避免对信号传播的质量造成影响。（2）需要做好铁塔垂直度的修正工作，使塔身能够保持垂直的状态。若是发现铁塔的局部存在弯曲，则需要局部进行调整，防止问题进一步恶化。同时，还需要做好铁塔的防锈工作，提高铁塔的抗腐蚀能力，以延长铁塔的使用寿命。一旦铁塔腐蚀程度过大，则需要对铁塔进行更换，设计工程量较大，需要对天线、地网等重新调整，将会导致维护成本的增加。（3）需要对拉线进行检查，对拉线的拉力进行测试，确保拉线能够对铁塔起到牵引作用，从而使天线能够保持垂直状态。

在进行维护工作时，首先需要清理天线铁塔的塔基绝缘子，保证塔基绝缘子的清洁度，随后才能够开展维护工作，若在维护工作过程中遇到恶劣天气时，也需要暂停维护工作，带恶劣天气结束后清理塔基绝缘子并继续进行维护，从而减少对中波广播传播造成影响。

在进行维护工作时，需要重点关注铁塔的垂直度与弯曲度，定期对铁塔的垂直度与弯曲度进行检查，保证铁塔的垂直度与弯曲度在相关规定的要求内，若发现存在问题，则需要及时进行纠正与修理，保证铁塔垂直度与弯曲度始终处于最佳位置，进而才能够保证信号传播质量。在日常维护当中，需要定期对铁塔进行油漆的涂抹，防止铁塔受到腐蚀而出现生锈现象。此外，还需要定期对铁塔的内部构件进行检查，并对拉线绝缘子以及钢线绳进行检查，注意拉线的地貌连接螺丝与螺杆的维护、管理工作，定期涂抹黄油，避免出现因拉线故障问题导致中波广播传播运行故障。

4.3 馈线和调配网络维护

馈线的维护工作主要包含以下内容：（1）需要检查馈线的高度与垂直度。通常情况下，馈线由电杆进行支撑，需要对电杆的垂直度进行调整，这样可以使馈线的高度符合要求，保障馈线能够起到应有的效果。（2）需要对馈线周围的杂物进行清理，如杂草、农作物等。一旦杂物高度超过0.7m，则及时将杂物清除，否则，将会对馈线的稳定造成影响，导致其无法有效地对高频信号进行处理。（3）需要检查馈线与发射机、天线是否连接完好，使其保持良好的连接状态，这样可以使天馈线系统具有良好的工作机制，防止信号传输过程中受到损失。对调配网络进行维护时，采取防虫、防鼠手段，防止小动物进入调配网络，导致系统出现短路。