中波廣播發(fā)射天線的原理與維護策略研究

李永平

（額濟納788廣播發(fā)射臺，內蒙古 額濟納旗 735400）

在廣播發(fā)射體系中，天線是基礎設施，具有非常重要的作用。在實際應用過程中，常見的型式分為拉線塔式與自立式天線2種。由于2種型式都采用底部饋電進行工作，因此必須加強對天線的維護，同時在維護的過程中，要根據(jù)天線的型式來制定適合的維護策略，以保障天線能夠正常發(fā)射使用。我臺中波發(fā)射機發(fā)射信號主要是通過地波傳輸，發(fā)射塔周邊地下每三度布設1根120m的銅線，總計120根銅線。但是，由于我臺地處額濟納河下游沖擊扇平原綠洲，地下水位較高，水質富含鹽堿，地網(wǎng)埋設在鹽堿濕地，銅線非常易于腐蝕，嚴重影響到信號的優(yōu)質傳輸，故成為發(fā)射天線維護的難點。因此本文對中波天線發(fā)射原理進行介紹，并對常用天線型式進行分析，在此基礎上對發(fā)射天線的維護策略進行研究，以達到促進我臺廣播發(fā)射天線技術的提高，保障中波發(fā)射天線的運行質量。

1 中波廣播發(fā)射天線技術原理

中波廣播發(fā)射天線作為廣播的基礎設施，直接關乎廣播信號傳輸質量，通過垂直級化波覆蓋和轉換實現(xiàn)。中波廣播發(fā)射天線為526.51～606.5kHz頻段，波長569.8～186.7m，在電場和磁場的相互作用下形成交替現(xiàn)象，實現(xiàn)信號的遠距離、高質量傳輸。

中波廣播發(fā)射天線技術原理，是通過對垂直極化波進行轉化，進而實現(xiàn)覆蓋式傳播。當天線在發(fā)射過程中，發(fā)出的信號主要為電磁波形式，此時會產(chǎn)生一個電場大環(huán)境，在此環(huán)境影響下，電磁波將發(fā)生極化現(xiàn)象，即信號會沿著固定方向進行發(fā)射，并產(chǎn)生旋轉。與此同時，在極化現(xiàn)象下，電磁波將會被影響成為垂直極化波，特點為傳播方向與其發(fā)射方向的垂直面平行，并且由于垂直波在運行中產(chǎn)生與地平面垂直的電流，因此中波發(fā)射天線的信號傳播質量較高。

2 中波廣播發(fā)射天線的主要類型

2.1 單塔型中波廣播發(fā)射天線

中波廣播發(fā)射天線的主要類型之一是單塔型中波廣播發(fā)射天線，此類型極具代表性，利用垂直極化波進行信號傳輸，即信號傳輸方向保持與地面垂直。在實際應用中，發(fā)射塔自身由底座、拉線及其他絕緣等組件構成，在信號傳輸過程中都具有不可替代的作用。而單塔型天線則是一種位于發(fā)射塔底部工作的振子，與其他幾種型式的天線相比，該類型天線的發(fā)射方向與范圍都不固定，因此沒有規(guī)律可言，但發(fā)射強度最大的位置是確定的，即是在當天線與地面方向平行的時候，在安裝時，此類型的發(fā)射天線通常被裝設在發(fā)射塔的斜拉塔上。

2.2 頂負荷型單塔天線

這種型式的天線安裝受到燈塔高度的影響，在安裝過程中，常見的安裝形式為與燈塔斜拉線成一定的角度。該類型天線發(fā)射的頻率不高（小于900kHz），具有電流小、功率低的特征。在實際應用過程中，常將多根頂負荷型單塔天線與單塔天線結合在一起置于燈塔頂部，以提高其發(fā)射頻率。

2.3 并饋式天線

并饋式天線和單塔型天線在型式上相同，但并饋式天線會在設置過程中增加一個支撐，因此并饋式天線的中波廣播系統(tǒng)不會應用在筒形燈塔上，但該類型天線能夠起到防雷作用。

2.4 新型式天線

以上3種型式的發(fā)射天線都是桅桿式，在安裝過程中存在耗資耗時現(xiàn)象。為解決該問題，現(xiàn)在市場上已開始使用新型式天線，該類型的天線降低了天線高度，并利用分散式電流形式進行信號傳播，極大縮短了中波廣播系統(tǒng)建設周期，明顯提高了中波廣播發(fā)射天線的傳輸質量，隨著科技的不斷進步，新型式天線的運用將越來越廣泛。

3 中波廣播發(fā)射天線的維護策略

3.1 制定大修方案

由于中波廣播天線的組成構件眾多，且常年遭受苛刻環(huán)境條件的考驗，很難保證零部件不受損壞。因此，根據(jù)我臺中波廣播發(fā)射天線的實際安裝及運行情況，需要制定具體的維修方案，應注重結合額濟納地區(qū)沙塵暴風力大、高強度日照、極端高溫（低溫）等氣象變化，以及鹽堿腐蝕等實際，所以大修周期需制定為每3年一次。

3.2 根據(jù)季節(jié)調節(jié)張力和加固組成件

除制定維修方案外，考慮到中波廣播發(fā)射天線張力對發(fā)射質量的影響，還需要結合額濟納地區(qū)季節(jié)特征對天線的張力進行矯正，基于不同季節(jié)對天線技術的要求有所區(qū)別，尤其在季節(jié)交替時，工作人員要增加巡查頻次，及時對天線張力進行技術調整，尤其是注意加大對天線法蘭盤螺栓等其他組成件是否牢固進行認真檢查加固，以保證天線發(fā)射及接收信號的傳輸質量。

3.3 防止天線腐蝕

我臺地處內蒙古額濟納旗，地貌特征主要由沙漠戈壁、低山丘陵、河流湖泊及綠洲濕地等構成，其氣候地質環(huán)境比較復雜，尤其是我臺中波發(fā)射天線地網(wǎng)埋設在僅與額濟納河一路之隔的鹽堿濕地，發(fā)射天線及其他設施受到嚴重腐蝕考驗，極大地影響著信號發(fā)射質量與接收信號質量，這也是我臺發(fā)射天線維護的難點，因此需制定相應的防腐蝕策略，在進行日常巡檢過程中應做到：（1）加強巡檢，定期對發(fā)射天線刷敷防腐漆，進行防銹處理作業(yè)。（2）及時更換已被腐蝕天線，確保發(fā)射天線的外觀完整。（3）對易腐蝕區(qū)域登記備案，制定相應的定期檢查制度，常備天線拉線、卸扣、繩圈、夾頭及黃油等，確保易腐蝕區(qū)域的零部件及防腐油料存儲完備，以免防止更換不及時導致的腐蝕擴散，進而影響天線傳輸質量。

3.4 天線垂度絕緣子檢查

在發(fā)射天線維護過程中，需要保證天線的垂度，倘若發(fā)生過大彎曲，天線將會產(chǎn)生失衡，嚴重影響傳輸質量。特別是在額濟納旗冬春沙塵暴易發(fā)季節(jié)，要嚴密監(jiān)視天線的搖擺，防止因大風而導致運行事故發(fā)生，進而保障人身及財產(chǎn)安全，因此需要做到以下幾點：（1）加大天線垂度定期檢查力度，并對檢查出的不合格天線垂度及時進行調整。（2）認真對絕緣子進行排查，對排查出的絕緣子損壞部件，必須第一時間進行更換。（3）做好絕緣子外觀清潔工作，工作人員應經(jīng)常對絕緣子外部進行除塵，以確保絕緣子具有良好的絕緣強度。

3.5 相應電氣設備的維護

在確保以上維護措施的同時，還應制定相應電氣設備維護策略。天線正常運行離不開電氣設備，倘若地網(wǎng)線或接電線出現(xiàn)故障，天線也將無法正常運作；倘若地線與放電球下部發(fā)生脫焊，將發(fā)生嚴重的漏電事故，因此在進行日常檢查過程中應做到：（1）定期測試地網(wǎng)系統(tǒng)電阻及主饋線電纜電阻，并與近幾年的檢測數(shù)據(jù)做對比，檢查是否出現(xiàn)異常。 （2）掌握天線系統(tǒng)充氣機的運行狀況，對接口處的密封進行纏繞或更換，杜絕漏氣，保證氣壓值。（3）認真記錄天線發(fā)射控制面板上的反射波數(shù)據(jù)，對天線單元板、分饋電纜、開路直流電阻、駐波比、功率分配器等主要組成件認真檢查。如出現(xiàn)駐波比變差現(xiàn)象，則重點考慮天線各組成件的接頭是否存在接觸不良或滲水潮濕，或芯線開路連接不好；如出現(xiàn)輸出功率全反射現(xiàn)象，則重點考慮天線系統(tǒng)各組件連接處存是否在開路問題，或主饋電纜與功分器輸入端口斷開，或多工器內部損壞；如出現(xiàn)高頻短路現(xiàn)象，則重點考慮電纜內進水，或芯線與外導體之間有金屬異物，或內外導體間出現(xiàn)擊穿拉弧而形成短路問題；如出現(xiàn)覆蓋范圍偏小現(xiàn)象，則重點考慮電纜插損過大，或分饋線連接錯誤，或主饋電纜、分饋電纜過長等問題，因此應立即組織相關人員及時更換已損部件。（4）加強相關電氣設備的清潔工作，并認真檢測設備各接口狀況是否良好，防止斷路、短路等現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結語

隨著中波廣播發(fā)射天線不斷被應用，在運用和安裝方面已有很大改善，信號傳播質量也得到了相應提高。本文在對中波發(fā)射天線原理及主要應用類型進行介紹的基礎上，對我臺的天線維護策略進行了探討與研究。在后期，我臺將嚴格根據(jù)實際情況對廣播天線進行維修，重點防腐蝕，以確保廣播信號優(yōu)質傳播，進而推動廣播事業(yè)科學技術的向前發(fā)展。