探析中波廣播天線的構成以及實現方法

文丨趙志勇

（云南省迪慶中波臺，云南迪慶674400）

天線是廣播發射的設備中重要的組成部分，它的好壞直接影響到發射臺覆蓋的實際范圍，關系到信號質量的好壞，電臺是否能夠正常的播出。廣播中最常用到的波段是中波，是中央和各省市進行廣播的主要手段。中波發射的天線主要形式是垂直極化形式的單極振子，如底部的絕緣拉線式的鐵塔或者T型的天線等。最近幾年又研制出了一種并饋形式的中波天線，它的優點是:鐵塔的底部是接地形式，不使用昂貴以及不安全的底座瓷絕的椽子，可以預防雷擊，并且不用拉繩和桶形的絕緣，占地很少，容易進行維護。本文主要介紹了我國常用的發射臺垂直極化的單極振子形式的自立天線結構的形式和實現的方法。

1 垂直極化的單極振子形式的自立天線的組成和各自介紹

它主要由鐵塔部分、拉線部分、地網部分以及配網的結構等組成。我國的中波頻率是:531KHz～1602KHz，根據一個數學公式，計算出它們的波長是:187.26～564.97m。一般鐵塔的高度是46.8～141.2m之間，地面上使用底部的絕緣鐵塔。因為鐵塔很高，所以要使用拉線進行固定，并且還有一組地網構成地面鐵塔的靜像，它的作用是組成輻射電流對地面的回路。

使用地網的原因是:中波的天線都架設在地面上，但是大地不是理想導電的平面，而且不是很好的絕緣體，如果發射天線的輻射空間中電磁波對地面造成影響的時候，大地中就會出現地電流。這種地電流有傳導電流和位移電流兩個組成部分。大地導電系數大小決定了傳導電流大小，大地介電常數的數值大小決定了位移電流數值大小。因為大地存在的地電流會產生地面再次的輻射，所以天線處的空間內，除了天線自身輻射的主電場以外，地電流還會產生附加的副電場。所以，天線傳播的覆蓋范圍內，總電場由兩個電場疊加而成。因此在主電場以及副電場共同的影響下，總電場不是預想中固定的數值，并且時刻都在變化沒有辦法預測準確。當總電場發生變化的時候，覆蓋區域的內部方向性圖也會造成改變，并且在天線的場地附近，由于總電場出現變化，天線上的分布電流也會發生改變，這就引起了天線輻射的阻抗以及輸入的電阻都發生了改變。由于大地不是理想的導體，因此給天線造成了許多影響:

（1）天線的輻射能量在地面中會損失掉一部分，造成輻射主電場的減弱，覆蓋的范圍也隨著縮減。

（2）由于主副電場的相位不同，總電場的相位隨之改變，總輻射場強的最大值變小，最小值變大，方向性圖發生改變，覆蓋的區域隨之改變。

（3）由于不光是天線分布電流會發生改變，天線輻射的電阻以及輸入的電阻也會隨著改變，這就造成天線和饋線匹配的困難，匹配很不穩定。

（4）如果發射臺同時幾部發射機共同的工作，會相互的干擾和串音。

（5）行波會測不準，雷雨季節會由于保護裝置出現失靈，高末的功放塊會被雷電擊中。為了對天線輻射的功率進行提高，就要減少天線自身損耗的功率。天線自身的損耗主要有:天線在電流回路中大地的損耗、天線導體的損耗以及天線塔基的底部絕緣引起高頻的損耗。因為天線自身損耗和天線塔基底部的絕緣引起的高頻損耗非常小，所以不進行考慮，但是大地的損耗是最大的，在實際的工程中考慮最多。天線的電流回路中，大地的電流以輪輻的形狀匯聚到天線基塔的底部，因此大地電流分布和天線的架設高度以及塔基的徑向距離相關。研究發現:如果天線架設的高度和工作的波長比值非常小的時候，塔基的附件大地的電流就會變得很大，造成很大的大地損耗的功率，天線的輻射電阻變得很小，輻射的功率也變小了。所為了對天線輻射的功率進行提高，要降低大地的電阻，最好的辦法是敷設地網，這樣做會給天線電流的回路中大地的電流提供很好的通路。

2 中波天線的實現方法

2.1 對拉線進行處理

中波的廣播天線，它的頻率對鐵塔的高度進行了決定。為了對鐵塔進行穩定，要使用拉線進行穩固，在拉線和天線的鐵塔之間要使用絕緣子。

2.2 天線輸入的阻抗和天線的匹配網絡

發射機輸出的阻抗是50歐姆。因此天線和發射機中間要使用天線的調節網絡對饋線以及天線進行匹配。

抑制射頻的倒送有兩種方法。陷波網絡法:串聯的諧振工作在干擾頻率的f1，并聯的諧振工作在頻率的f0。并聯的諧振工作在頻率的f0，和串聯的諧振在干擾頻率的f1。因此既可以對f1進行抑制，又不對阻抗造成影響。

串聯的回路中并聯的諧振法:并聯的諧振工作在干擾頻率的f1和串聯的諧振工作在頻率的f0，并聯的諧振工作在干擾頻率的f1。

天調的網絡必須進行防雷的設計。當中波天線受到雷擊的時候，放電的電流是低頻以及直流成分，所以使用電感接地、加隔直流的電容等饋電的網絡都是進行防雷的措施。

2.3 天線選址的問題

天線以及電臺選址問題也是非常重要的，選好地址可以起到提高天線發射的電磁輻射效率，并且不因為電臺的建設對百姓生活造成影響。

對中波的發射臺和發射天線進行選址是一種對技術要求很高的綜合性很強的工作。要依據電臺建設和天線建設的規模，制定出場地的實際面積；依據覆蓋的要求制定出遠離服務區的半徑范圍；依據山丘和其他障礙物仰角制定出天線所處的方位；天線的場地以及外圍500米的范圍內地形要平坦，總的坡度不能超過5%，在天線前方的1000米的范圍內，總的坡度不能超過3%。大地的導電系數比較大的時候，電流的傳播效果好，因此建設電臺應該選擇土壤比較濕潤、大地導電系數很高的地區。

3 結 語

中波的未來向著數字化和智能化的趨勢發展，因此天線結構更加的多樣化，對中波天線進行的改造以及優化也具有很大的挑戰。我們要有與時俱進的思想，在科學發展的觀念影響下，對中波天線的發展趨勢進行相關的研究，促進中波天線的改進工作。

[1]胡麗英，楊娜. 中波發射天線的種類及其技術特點[J]. 科技資訊，2009（16）.

[2]范戊申. 中波發射的天饋系統[J]. 科技信息（科學教研），2007（28）.

[3]陳加成. 中波發射地網改造與實踐[J]. 廣播與電視技術，2007（05）.

[4]孫德明，王偉，江波. 中波廣播發射天線的原理與維護[J]. 電子制作，2007（11）.

[5]孫德明，王偉，江波. 中波廣播發射天線的原理與維護[J]. 電子制作，2007（11）