新型中波小天線安裝調試中應注意的幾個問題

文丨羊勝利 馬景民 李 嬌 盧光輝

新型中波小天線安裝調試中應注意的幾個問題

文丨羊勝利 馬景民 李 嬌 盧光輝

為解決傳統(tǒng)中波發(fā)射拉線天線、地網(wǎng)占地面積大，用地緊張的矛盾，河南省2008年試探性的在潢川中波臺發(fā)射7 47KHz（25KW）農村廣播時，采用陜西廣通電子科技有限公司生產的3 3 m拋物面中波小天線，通過三年來的調試與不斷改進，運行良好，與傳統(tǒng)天線相比，具有占地面積小、安裝方便靈活、天調匹配簡捷、易于維護保養(yǎng)等優(yōu)點，為用地緊張的中波發(fā)射臺（站）提供一種選擇。 本文僅就中波小天線技術特點、安裝方法、使用中出現(xiàn)的問題及改進方法做初步探討。

新型中波天線； 地網(wǎng)建造； 電磁環(huán)境； 天線改進

1 技術特點

1.1 天線全稱

錐面頂負荷套筒式中波小天線

新型小天線全景照片

1.2 創(chuàng)新點及原理

利用錐面緩變原理，降低終端反射和諧振頻率，由于椎體比較大，對地形成了一定的電抗，提升容抗，使天線的諧振點下移，從而有效地降低了天線的高度，斜面是7 m的椎體其有效諧振高度為40m，加之垂直發(fā)射體高度，天線有效高度近似為76 m；采用套筒式大直徑（1 100mm）發(fā)射體，抗風能力是傳統(tǒng)天線的兩倍，提高了天線的輸入阻抗，減少天線的阻抗變化率，從而有效的提高了天線的輻射率和頻帶帶寬。

1.3 主要技術參數(shù)

功率：25KW；載波點：VSWR≤1.03；工作帶寬：△F≥20KHz；匹配阻抗：（50±1）±j0.5Ω(載波時)；增益：≥3DB；極化方式：垂直極化；方向性：水平面內全方向；電磁波傳播方式：地波傳播為主、天波為輔。

2 天線的安裝

2.1 基座建造

天線底座采用鋼筋水泥澆灌，基座主體深3.0m（含地上部分），長和寬都是1.8 m，在澆灌混凝土之前，將16根標準螺桿按天線廠方規(guī)定的尺寸位置擺放好，然后再和基礎內的鋼筋牢固焊接一起，采用一次澆灌成型，在澆灌水泥時還要不斷地校正16根螺桿，必須保證螺桿之間的距離分毫不差。圖一為天線基座正面圖。

圖一 為天線基座正面圖

2.2 天線主體安裝

套筒式天線，為若干節(jié)筒式結構，安裝時，使用20t吊車，自下而上吊裝，在安裝椎體時，由于20t吊車在一定高度時，吊車臂與承重鋼絲之間的角度小，椎體邊沿碰觸吊車臂，無法吊裝椎體。考慮到吊裝椎體的安全，我們先拆除部分椎體，留下一個缺口，在吊起椎體時讓吊車臂對準缺口，吊裝一次成功，最后再將椎體缺口安裝完整

2.3 地網(wǎng)的鋪設

地網(wǎng)線以中波小天線塔基中心為圓心，以半徑為10.0m的內射狀向外均勻敷設72根（每隔5°一根）直徑3 mm的銅線，埋線深度為30.0～50.0cm。地網(wǎng)外環(huán)為雙線圓環(huán)，雙線圓環(huán)與每根地網(wǎng)線的尾端相連，每根地網(wǎng)線的尾端連接一根50.0cm長的銅條，銅條直徑不低于0.6 cm，垂直插入地下，地網(wǎng)內環(huán)是以天線基座為圓心，直徑為3 m的雙線圓環(huán)，內環(huán)向中心每9根銅線擰成一束共8束，與鐵塔底部基礎屏蔽銅皮回流條焊接好，每根銅線的內外環(huán)接點最好用氧氣加銅焊條焊好，見圖二。

圖二 地網(wǎng)敷設示意圖

地網(wǎng)敷設質量的好壞，關系到天線的輻射功率和播出質量。因此，鋪設地網(wǎng)要嚴謹細致，注重每個細節(jié)，確保十分可靠。

3 天線的改進

按照設計要求完成天線主體安裝和地網(wǎng)鋪設工作后，又建造了天調網(wǎng)絡調配間和兩個地井，調配間和地井的建造方法與傳統(tǒng)天線一樣，（為了確保發(fā)射效果，建議應將地阻降到≤0.4Ω）。在完成發(fā)射機和天線網(wǎng)絡的聯(lián)調試機時，出現(xiàn)以下問題：在無載波的情況下，發(fā)射機功率最大只能開到10kw（農村廣播設計為25 kw），出現(xiàn)天線零位過大，發(fā)射機駐波保護。加上載波時，功率最大只能開到5 kw。

針對上述問題，我們從天線外圍電磁環(huán)境、發(fā)射體內外饋線、天線拉線等幾個方面做出改進。

3.1 電磁環(huán)境的影響

按照天線的設計，對比其他單位使用小天線的情況分析，影響發(fā)射效果的最大可能是環(huán)境及電磁輻射的影響，我臺其他兩座中波天線，距離小天線都在100.0m以上，只有一個76.0m天線距離小天線近，距離不到30.0m，而且是接地天線，現(xiàn)已停止使用，由于距離小天線比較近，分析可能對小天線的阻抗產生影響，還有可能對小天線的發(fā)射產生反射和切割，在經過慎重考慮并請示上級部門的同意后，決定拆除76.0m接地天線。天線拆除后，新型中波小天線在747 KHz頻點上的阻抗由原來的5.5Ω提升到9.5Ω，虛部由原來的124.0Ω降到47.0Ω，天線帶寬由原來的9 KHz提升到了13 KHz。重新調試天線網(wǎng)絡，開機試播，在不加載波的情況下，發(fā)射機功率可升至25 KW，而且可以長時間工作，加上音頻信號，功率最大可升值20KW，由此證明，76.0m接地天線對小天線的影響是非常大的。通過此事提醒我們，在新天線選址時，一定要考慮電磁環(huán)境的影響，應盡量不要在原有天線附近建造新天線[1]。

3.2 發(fā)射體內外饋線的改進

按照小天線廠家的設計，小天線內部饋線和調配間到天線主體的饋線都是采用直徑4.0cm的不銹鋼管制作，在試播期間，發(fā)現(xiàn)這些饋線發(fā)熱比較明顯，分析后認為，可能鋼管導電特性不好，用作高頻大功率饋管，會產生的較大的損耗，才導致鋼管溫升過高。于是決定用銅管代替不銹鋼鋼管，使用80饋管的內芯代替不銹鋼鋼管，將小天線絕緣子以下直到網(wǎng)絡調配間的鋼管全部換成80饋管，注意80饋管的屏蔽外銅皮不要接地，否則就改變了整個天線的阻抗，改造完成后，測得天線阻抗實部為11.5Ω虛部20.0Ω，天線帶寬由原來的13 KHz提升到15 KHz，重新調試天線網(wǎng)絡，開機試播，發(fā)射機功率在載波情況下可以開到25 kw，經過幾天的試機，工作基本穩(wěn)定，只是偶爾出現(xiàn)天線駐波報警，估計可能是信號源沒有加均衡器的緣故。

3.3 拉線的改進

為了更好地提升天線的阻抗特性，受傳統(tǒng)天線加頂?shù)膯⑹荆瑳Q定對小天線的拉線進行改進，原設計小天線的拉線和傳統(tǒng)天線一樣，絕緣子自下而上，逐漸增多，考慮到能不能將絕緣子的稠密順序顛倒過來，讓最上面三根拉線的絕緣子下移，拉線上部留有一定的長度，相應增加天線的蝠翼度，通過與廠家工程人員的協(xié)作，按此想法進行了改進，如圖三，是拉線改進前后對照圖，改進后，測試天線阻抗實部16.0Ω，虛部4.2Ω。驗證了預想效果。

圖三 拉線改進示意圖

3.4 防水罩的改進

經過一段試播，機器基本穩(wěn)定，后來發(fā)現(xiàn)，在降雨時，發(fā)射機頻繁出現(xiàn)駐波保護，通過對天線進行細致觀察，沒發(fā)現(xiàn)有打火放電現(xiàn)象，套筒天線整體封閉緊密，只有天線中部絕緣子上有進水的可能，為了防止濺水，廠家已經設計安裝了防水罩，只是防水罩太小，仍有一半絕緣子裸露在外，通過給廠家溝通，廠家重新設計并制作了一個能夠完全罩著絕緣子的防水罩，更換后，再沒有出現(xiàn)下雨時發(fā)射機駐波保護的現(xiàn)象。

4 使用效果

通過上述一系列的改進，小天線已正常投入使用，載波功率25 kw，綜合指標測試達到甲級以上，通過場強測試，近中遠場區(qū)場強衰減平穩(wěn)，在開闊地帶，100km內的場強與桅桿天線、自立天線的場強基本一致，在山區(qū)地帶，小天線的場強略遜于其它天線。與傳統(tǒng)天線相比，小天線的阻抗變化率稍大，受四季環(huán)境溫度影響比較大，但是小天線具有結構簡單、占地面積小、高度低、頻帶寬、抗風抗雷擊、便于維護等特點，在不斷改進的基礎上，相信新型中波小天線具有廣闊的市場前景和顯著的社會效益。

[1] 新型中波小天線的技術特點及安裝說明. 天線與電波. 陜西廣通電子科技有限公司. 西安科技大學出版社，23.

（河南省廣電局無線電臺管理中心，河南鄭州 450003）

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