中波發射天線概述

艾賽提·司馬義

（作者單位：新疆廣電局節目傳輸中心8103臺）

中波發射天線概述

艾賽提·司馬義

（作者單位：新疆廣電局節目傳輸中心8103臺）

本文簡要介紹中波廣播發射臺直立式中波發射天線（邊寬50 mm×邊寬50 mm，高度76 m）極化方式、輻射效率最佳的高度、適用最佳的頻率范圍。中波發射天線地波、天波兩種傳輸方式的特點以及提高中波發射天線輻射效率的途徑等。

中波頻率；波長λ；天線阻抗；天線Q值

中波廣播是以地面波繞射傳輸為主，以電離層反射傳輸為輔的傳播方式，只有當天線的有效高度與工作波長相當時，才能有效輻射電磁波。對于直立式中波天線來說，其有效高度h=0.53λ時，輻射效率最高（λ為發射頻率的波長），最低高度h大于0.25λ才能有效輻射電磁波。

中波天線在其垂直面內的方向性是隨著天線高度而變化的，高度不同，天線上的電流分布也不同。當天線高度為工作頻率的λ/4，且天線上最大電流位于天線的底部時，天線的實部電阻R較小，地波輻射也較弱。隨著天線高度升高，最大電流位置上移，天線底部的電流減小，天線實部電阻增大，地波輻射加強。當天線高度為λ/2時，最大電流位于天線中部，天線有較強的方向性，也有較大的服務面積。見圖1。

如果天線高度繼續增加，地波輻射雖然加強了，但出現了高仰角輻射的天波，而天、地波共存使服務區范圍反而減小。對于中波天線，并不簡單追求地波輻射最強，還要考慮高仰角輻射的天波引起衰落區的遠近和害多利少的天波服務區問題。對推遠衰落區最有利的高度是0.53λ而不是地波最強的高度0.64λ，因此0.53λ的天線高度又稱為反衰落高度，也是天線的最佳高度。

中波天線的高度一般在工作頻率的0.2～0.5λ，當高度低于0.2λ時，天線的實部電阻較小，天線的輻射效率也因實部電阻變小而降低。因為天線在實際工作中需要的是天線底部的輸入阻抗，而不是輻射阻抗，若輸入實部電阻太低，發射機效率不高，且虛部阻抗大，天線的Q值高（Q值是指品質因數：XL/R或Xc/R其中XL是電器元件的感抗、Xc電器元件的容抗），造成天線工作時邊帶頻率的阻抗與載頻的阻抗相差較大，使發射機在載波工作時正常，調幅工作時高音頻技術指標差，嚴重時還會出現高音頻調制時駐波比大降和關功放現象。對此，可采取以下措施：①加高天線；②加頂；③改變擬制網絡的設計和采取低Q值的π型網絡。

圖1 天線大最電流位置

中波天線的阻抗為復阻抗，既有實部R，又有虛部感抗或容抗±jX，它隨著工作頻率的變化而變化，還隨著天線的高度、邊框的邊長及地面的土壤和周圍的感應場不同而不同。在中波段頻率范圍內，它的阻抗變化是很大的。在頻率低端，實部電阻R較小，虛部容抗X較大。隨著頻率的升高，實部電阻和虛部阻抗在變化，呈上升狀。實部電阻R在1 600 kHz時最大為760 Ω左右，從1 600 kHz開始下降。虛部阻抗在1 600 kHz為較小的容抗，1 600 kHz的波長為187 m，天線高度在該頻率為0.4λ（h/ λ=76 m/187 m）。虛部阻抗在1 400 kHz為感抗最大300 Ω左右，天線高度在該頻率為0.35λ（h/λ=76 m/214 m）。在整個中波段，實部電阻最小為30 Ω左右，最大為760 Ω，虛部最大容抗為120 Ω，最大感抗為300 Ω。虛部最小阻抗0 Ω，在890 kHz和1 550 kHz左右。最佳運用頻率在810～1 170 kHz，在這一頻率段的實部電阻R和虛部電抗X適中，相差不大，阻抗頻率特性曲線變化比較緩慢，對調制的上下邊帶頻率有利。提高中波天線傳輸效率另一有效途徑就是減輕天線的損耗。天線的損耗分為三種，即銅損耗、絕緣損耗及地損耗。其中，銅損耗和絕緣損耗占比較低，可忽略，損耗最大的是地損耗。為減少電流通過地面產生的大量損耗，可以在地面下鋪設銅地網，即從天線基座中心向外輻射的銅導線。埋藏的深度一般為0.2～0.5 m，導線數在120根左右。

[1]張丕灶，劉軼軒.全固態中波廣播發送系統調整與維修[M].廈門:廈門大學出版社,2007.