中波廣播發射天線的原理與維護

李 松

（作者單位：云南省新聞出版廣電局昭通697臺）

1 中波廣播發射天線的工作原理分析

中波廣播發射是一種集安全性、穩定性和高效性等多種技術手段于一體的綜合化信息傳播技術。中波廣播的頻率范圍為526.5～1606.5 kHz，頻率間隔為9 kHz；從標稱載頻531～1 602 kHz為止，共有120個頻道；波長范圍為564.97～187.27 m。中波廣播發射傳輸過程中，主要用到了垂直極化波的轉換和覆蓋技術（地波），會讓電磁波按照一個固定的方向傳播，這時的電磁波就稱為線極化波，而電場強度方向垂直于地面的線極化稱為垂直極化波。因為垂直極化波的電場強度方向是垂直于地面的，所以在傳播過程中的損失較小。但地面損失仍是中波傳播中的主要類型，為提高天線的效率，地網建設也必不可少。

2 中波廣播發射天線的特性分析

中波廣播發射天線是個雙向載體，不僅要充分利用天線的發射功能，更要有效抑制天線在空間中所接收到的無線電波。目前，我省大部分中波臺普遍采用多頻（雙頻、三頻）共塔進行中波發射，這對中波廣播發射系統的設計和調整提出了更高要求，既要滿足天線阻抗匹配和帶寬要求，還要防止鄰頻干擾。

中波廣播發射天線根據發射頻率不同，需要架設的中波發射垂直天線高度也不盡相同。天線首選高度是λ/2左右，結合各發射臺站實際地理環境，也可在0.2λ～0.5λ。一般不易選在阻抗諧振區內，諧振區內天線的輸入阻抗變化很大。不僅Q值過高，天線的通頻帶過窄，而且天線的阻抗受環境氣候的影響較大，容易產生邊帶駐波比；高度也不易大于0.5λ，不利于實際中波發射臺使用，會出現天波衰落情況。

中波廣播發射天線的發射效率。天線傳輸的實效，主要經受其具體高度和電流經過的面積作用，天線高度降低會使鐵塔低端的電阻和電流增大，而通常狀況下這兩類數據不會達到理想數值的一半，也就是λ/2，因此，產生的能量效率亦不會很高。

提高中波發射天線的效能地網必不可少。地網即在底下埋設銅導線，讓這一部分導線作為天線輻射的回路。一般銅導線直徑為3 mm，以輻射狀分布，鋪設深度以30～50 cm為宜；圓心為天線鐵塔底部中心位置，角度為3°每根，共鋪設120根，長度為0.2λ～0.5λ；以圓心為中心，半徑5 m處鋪設內環，每10根導線連接在回流帶上；地網最外緣連接在一起，形成外環，地網在裝置時要考慮到地區的實際情況，其中包括氣候、地形和土壤的導電率[1]。

3 中波廣播發射天線的類別

在我國較常見的兩類中波發射天線是帶頂負荷天線和單塔天線，早期應用較為廣泛的是倒L型與T型。而近幾年來隨著我國科技水平的不斷提高，倒L型與T型已淘汰，自立式并饋天線與新型中波小天線得到了廣泛應用。

3.1 斜拉天線頂負荷天線

帶頂負荷天線在實際的應用過程中，大部分小功率中波臺的頻率通常情況下＜900 kHz，并且塔身的高度會＜λ/5，由于輸入的阻抗較低，導致該類天線的效率達不到理想效果。面對這種情況，通常會在塔身頂端的位置安裝斜拉線，提高天線的高度，使單塔天線頂端的電流增大，故斜拉天線在安置時應當與地面的夾角控制在45°～60°。

3.2 單塔天線

單塔天線的主要是由地網、底座絕緣、放點球、絕緣拉繩以及鋼桅桿等所組成[2]，而其本身的實質是一種能夠在底部反饋電流的垂直振子。一般情況下,在水平面范圍內的輻射表現為無方向性，當垂直于平面內部夾角為0°時輻射會達到最大值，若受到經濟條件的影響，在選用小功率中波臺的發射天線時主要以輕型拉線塔為主，高度根據發射頻率而定，一般保持在76 m左右。

3.3 自立式并饋天線

自立式并饋中波天線的組成是由鐵塔與周圍一組導線所組成，其中，導線的上部分會與鐵塔連接，導線下部分則與棒性絕緣子連接。自立式并饋天線的工作原理與單塔天線類似，但該類天線不會反饋電流，并且不需要筒形絕緣，絕緣主要來自于塔身與地面相接，具有一定的防雷作用。

3.4 新型中波小天線

由于傳統的桅桿天線具有投資高和占地面積大等缺點，會對發射臺維護和土地利用等方面造成不利影響，在這種情況下，新型中波天線隨著科技的發展而產生，其主要原理是借助折疊振子來降低天線的高度，起到提升電阻分量的作用，從而減弱電抗分量和拓展通頻帶，達到促進發射效率優化的目的。

4 中波廣播發射天線的維護處理分析

4.1 常規維護處理

根據廣電行業《中短波天饋線運行維護規程》的規定，中波廣播發射天線設施日常維護工作要求也不斷提高。發射天線系統在設備日常維護過程中需要定期進行檢查、保養和維護。按照維護時間段劃分可以分為：周檢、月檢、季檢、年檢4種形式；其主要維護內容包括設備保養、設備檢查、技術處理、故障記錄4個部分。檢查工作主要是針對主要部件（如塔桅、放電球、匹配網絡、地網等）進行針對性檢查，避免因其故障問題造成天線事故出現。

4.2 做好防雷擊工作

天線通常是附近最高的建筑物容易招引雷電，由它引入的雷電將對發射機和天調匹配網絡產生嚴重破壞。通常情況下，減少雷擊的措施一般有兩條：一是減少地網接地電阻，天線地網是為射頻信號提供回路，同時也為雷電提供通暢的入地點；二是做好集中統一接地，盡量保持等電位。地阻越小，雷擊地電壓越小。

4.3 定期對天饋系統的駐波比進行監控

在平日應對天線發射控制面板上的發射波信息進行觀察，并且做好相關記錄，在對接班時要主動將記錄進行對比，若發現有明顯變化，應立即分析找出原因，同時結合實際情況，合理調整中波天線的匹配網絡，調整后未得到解決就及時對損壞的匹配原件給予更換。

4.4 定期做好清潔和清理工作

在中波電臺停播的檢修期間，要對天饋系統的絕緣表面仔細進行清潔，并詳細檢查各個部件的連接是否正常和接口是否完好；對調配室匹配網絡的線圈和電容原件要檢查是否出現過熱現象，有無打火飛弧現象，各連接點螺絲是否緊固，銅帶有無變形等；統調室內有無動物和蟲類等威脅物的出現。同時，在進入調配室之前必須確定是處于停機狀態，掛好接地鉤確認天線接地，只有在這樣的情況下才能開始檢修工作。

4.5 定期檢查全部接地線和地網線

要對全部接地線和地網線仔細檢查，防止出現脫焊的狀況，尤其是底部和放電器下部焊接的質量。在條件允許的情況下最好每年使用電阻測試儀對地網系統的電阻檢查一次，并且要對比分析檢測的結果與完工時采集的數據有無差別。同時，對于中波臺主饋線使用的是同軸電纜，應定時對電纜的絕緣電阻值進行測量，還應對充空氣的電力進行密切關注，以保證充電氣的電纜氣密性電壓能夠保持在30 kPa。

5 結語

綜上所述，中波發射天線作為中波發射臺正常運行的重要設備，其發射效率會直接影響到中波臺轉播發射質量。中波廣播電臺的工程技術人員需要不斷加強專業技術業務知識學習，在進行日常維護和保養時要嚴格按照要求完成，以此來保障播出質量，完成安全、優質播出任務，更好地為廣大聽眾服務，促進我國中波廣播事業的可持續健康發展。