常見中波廣播發射天線構成原理與技術維護

徐世杰 張 斐

中波廣播在實踐運用方面有十分顯著的優勢，對促進信息傳播以及推動我國的廣播事業發展等方面都發揮積極作用。當前，廣播覆蓋面越來越大，加之在科技的支持下，中波廣播發射的相關設備基本采用的是數字化以及固態化，有效減少故障，同時提升播出質量。而天饋線系統是中波廣播唯一的負載和外部設備。對整個發射系統而言，又是重要的組成部分，負擔著電磁波有效輻射﹑與發射機的阻抗匹配﹑抑制干擾磁場﹑泄放雷電等重大作用。下文結合其構成原理分析實施維護的技術，更好地促進中波廣播發揮其傳播信息的作用。

1　天饋線系統主要組成部分參數及其原理

1.1　天線

中波發射多以拉線塔形式，發射與地面垂直的極化波。中波天線實際的高度會影響天線實際的效率以及有效的輻射功率。當天線高度大于發射頻率半波長，就會出現許多副瓣，導致仰角的輻射天波會出現能量增加的情況，進而影響天波的衰落。當中波發射天線的高度較低，又工作在中波段低段的頻率時，天線的輻射效率同樣會降低。目前，已有使用錐面頂負荷的中波小型天線，其特點是天線高度從76～150米下降到20米左右，占地面積也變小。

1.2　地網

在中波天線中，地網是垂直單桅桿中的天線系統十分重要的部分，地網的優劣情況直接和天線的情況密切關系，如實際的增益大小以及天線的效率高低情況。地網，若要保證傳輸效果，則應持續減小地電流的損失，與地面相距0.3～0.7 m處，一般需要120根天線，而導線直徑需控制在3 mm左右，長度在0.25～0.5 λ，嚴格按照相關標準予以安裝。另外，地網在一般的土壤接地電阻達到小于2 Ω，才能確保符合傳輸需求。

1.3　饋線

饋線，多數用于天線﹑發射機的連接工作，屬于重要設施之一，其作用為對高頻能量進行有效傳輸，其中元件運行頻率﹑特性阻抗為重要參數標準。隨著全固態發射機的使用，現在已用同軸電纜取代六線式饋線或多線式籠形饋線。同軸電纜的電氣性能和機械性能的主要參數是：特性阻抗﹑傳輸損耗及頻率特性﹑溫度特性﹑屏蔽特性﹑最小彎曲半徑等。

同軸電纜對信號的損耗取決于2個因素：一是內外導體表面的高頻電流在表面電阻上的損失（高頻集膚效應），二是內外導體之間絕緣材料在高頻時的介質損耗。同軸電纜對信號的損耗與信號的頻率有明顯的關系，因此同軸電纜損耗-頻率特性是電纜的重要參數之一。

當外界溫度改變時，同軸電纜的內外導體尺寸和電阻率都會變化，同軸電纜的電氣參數也隨之改變。對于以銅作導體的同軸電纜，其衰減系數隨溫度的變化規律是溫度每升高1 ℃，損耗常數增加0.2%左右。

對于額定功率來說，通常采用額定平均功率和額定峰值功率來表示。其中，額定平均功率是指同軸電纜在匹配狀態下，不致發生熱擊穿時能長期傳送的最大功率，它將受到同軸線內部發熱所引起的溫度限制，其最高溫度不能超過介質所能允許的長期工作溫度。額定峰值功率是指同軸線在匹配狀態下，不致發生電擊穿時能傳送的最大功率，它取決于同軸線所能承受的最大工作電壓。如傳送的功率為脈沖功率，應從額定峰值功率角度考慮；而傳送的功率引起溫度升高導致介質軟化的場合，則應從額定平均功率的角度考慮。

在標準頻率內，饋線的電壓﹑電流比值均為常數，即特性抗阻，若是根據該特征進行劃分，可以將其分為50 Ω與75 Ω，150 Ω及250 Ω，最為常見的饋線為75 Ω。

1.4　匹配網絡

匹配網絡，旨在確保饋線系統﹑天線阻抗間形成匹配效應，從而達到良好輸出的目的。同時，由于天線的互逆性，高大的發射天線同樣也是很好的接收天線，會接收其他高頻信號倒送到本臺發射機，影響播出效果。因此，匹配網絡中還包括用于抑制干擾頻率信號的陷波網絡和阻塞網路。

2　天饋線系統日常維護

在維護工作中，工作人員需要結合不同部件采用不同的維護及保養方法，主要包含的內容有饋線撐桿﹑塔架及底座情況。通過噴涂油漆的方式而有效防腐。而桅桿繩拉的維護工作中，工作人員需要做好保養工作，并且還需要定期檢測其拉伸力的數值，可以最大程度優化桅桿結構。除此之外，中波廣播發射天線其他的電氣維護工作可以從如下幾個方面開展。

定期檢查檢測天饋線系統的駐波比，一般情況下，每季度檢測一次，并做好記錄；定期用網絡分析儀檢測天線輸入阻抗﹑匹配網絡匹配情況等，用音頻綜合測試儀檢測天線載波跌落﹑頻率響應﹑諧波失真﹑調幅對稱度﹑非線性失真等參數；值班時觀察發射機功率情況，如發射機功率指示表頭顯示入射功率減小，而反射功率增大，表明天饋線可能存在問題；定期用場強儀測試發射臺周邊場強情況，了解信號覆蓋情況及收聽效果；定期檢測避雷裝置及調配網絡的接地電阻，在夏季之前檢查接地電阻是否滿足避雷接地電阻小于2 Ω，調配網絡接地電阻不大于4 Ω；檢查調配網絡各元件連接處是否接觸良好，是否緊密牢固，線圈﹑電容有無過熱現象，有無打火痕跡；檢查饋線接頭是否有發熱﹑松動現象，檢查絕緣電阻；經常性清理塔體﹑調配室及饋線附近的雜草﹑樹枝等，防止由此引起短路事故發生；定期檢查各接地線﹑地網線是否良好，是否有斷裂和脫焊問題，尤其是查看放電球下端與地線是否焊接良好，定期調整放電球間距。做好巡查工作，每天在停機時間沿饋線向發射機方向巡查，防止人為破壞。在農民耕作收貨季節，防止機械掛傷﹑撞壞饋線及其支架。加強與駐地公安﹑鄉鎮﹑學校的聯系，利用一切手段，教育群眾﹑學生遵守相關法規，愛護廣電設施，杜絕人身事故發生。

3　結語

在廣播電臺各種設施設備中，天饋線系統是唯一的負載和外部設備。對整個發射系統而言，又是重要的組成部分，負擔著電磁波有效輻射﹑與發射機的阻抗匹配﹑抑制干擾磁場﹑泄放雷電等重大作用。其性能好壞直接關系中波臺信號播出質量，這就需要工作人員加強理論與實踐學習，時時掌握中波天線實際運行情況，同時做好維護工作，如定期實施保養等，不斷提升其傳播信息的效率。

參考文獻：

[1]格松曲珍.天饋線系統的基本原理與維護探究[J].西部廣播電視,2017(6):231-231.

[2]段永來.陜西省中波臺職工崗位培訓教材[Z].2007.

[3]解蘇漢.DX中波發射機與天饋網絡[M].西安:陜西出版傳媒集團,2013.