中波發(fā)射天線地網(wǎng)對發(fā)射效果的影響研究

續(xù)芳

（山西省廣播電視局臨汾中波轉(zhuǎn)播臺，山西臨汾，041000）

0 引言

我國廣播電視事業(yè)不斷向數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，加快了信息化社會的建設(shè)，中波廣播信號在其中發(fā)揮了重要的作用。隨著人們對廣播電視播出質(zhì)量的要求越來越高，中波廣播信號傳輸效果也受到了更廣泛的重視。天波和地波是中波傳輸最主要的兩種形式。但是由于天波傳播主要依靠大氣電離層的D層和E層進行，電離層受天氣、季節(jié)、大氣情況等自然因素影響大，天波傳播具有不穩(wěn)定性。因此，中波發(fā)射天線地網(wǎng)成為最主要的發(fā)射方式。需要分析了解中波發(fā)射天線地網(wǎng)對發(fā)射效果的影響，提出相關(guān)的改進建議。這是中波廣播信號傳輸行業(yè)發(fā)展的必然要求，也是我國廣播事業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

1 天線地網(wǎng)對于發(fā)射效果的影響

■1.1 降低中波信號發(fā)射效果

受到地網(wǎng)發(fā)射設(shè)施的影響，中波發(fā)射天線地網(wǎng)的能量消耗很大，大部分的天線輻射能量聚集在地網(wǎng)中，必然會造成中波發(fā)射的能量不夠，降低中波信號發(fā)射的射程、功率，使中波發(fā)射的效率降低。另外，中波信號的傳輸過程中也會產(chǎn)生一定的損耗，損耗過大會影響中波信號的接收能力和接收范圍，降低中波信號的發(fā)射效果，影響了廣播電視播出的質(zhì)量，無法滿足公眾的需求。

■1.2 影響中波信號覆蓋面積

雖然中波傳輸形式中天波傳輸受天氣影響巨大傳播不穩(wěn)定，但這并不代表中波發(fā)射天線地網(wǎng)就一定很穩(wěn)定。實際上，天線地網(wǎng)的主電廠和副電廠之間的差異和電廠之間的介質(zhì)不相同也會影響到發(fā)射的效果，這一影響主要表現(xiàn)在中波信號的覆蓋面積上，主電廠和副電廠之間的相位不一致會導(dǎo)致信號的覆蓋面積不穩(wěn)定，出現(xiàn)該被覆蓋的地方?jīng)]有被覆蓋，不該被覆蓋的地方反而被覆蓋的不合理情況。電廠之間的介質(zhì)傳播過程中通常需要利用地波，地波通常情況下都是結(jié)合垂直天線的設(shè)施，以垂直極化波的形式傳輸信息。但是垂直天線存在易損壞、檢測難度大、維修成本高等問題。因此垂直天線出現(xiàn)故障會導(dǎo)致地波傳輸直接中止，影響了中波信號的覆蓋面積和廣播清晰度。

■1.3 雷電天氣破壞信號裝置

由于城市內(nèi)部建筑安裝了大量的避雷針和避雷線將雷電天氣產(chǎn)生的電流引入地下，大量的電流會對中波發(fā)射天線的阻抗的參數(shù)造成影響，阻抗參數(shù)變化影響了輻射頻率，使得中波信號發(fā)射的效果變差。加上中波發(fā)射天線一旦遭受到雷擊，倘若天線地網(wǎng)底部沒有安裝適配的標準安全電網(wǎng)，發(fā)射天線就會由于可靠接地直接造成發(fā)射機的損壞，發(fā)射機一旦損害，惡劣天氣下?lián)屝揠y度大，加上沒有備用中波發(fā)射裝置，一定區(qū)域內(nèi)將無法接收到中波信號。所以在惡劣的雷電天氣中，信號裝置被破壞，發(fā)射效果就得不到保障。

2 中波發(fā)射系統(tǒng)的構(gòu)成原理

中波發(fā)射系統(tǒng)的傳播形式主要取決于電離區(qū)反射和地波衍射相結(jié)合的原理。 電離層反射是中波發(fā)射系統(tǒng)的輔助傳播形式，該系統(tǒng)主要依靠地波衍射來傳輸電磁信號。長期以來，中波傳輸系統(tǒng)在廣播和電視領(lǐng)域中起著非常重要的作用。 這是所有廣播和電視信號正常運行的重要基礎(chǔ)。如圖2所示。

圖2 中波發(fā)射系統(tǒng)的構(gòu)成原理

中波天線的地網(wǎng)是以鐵塔底部中心為圓心，用φ2-3mm的銅導(dǎo)線或銅包鋼材料，以輻射狀向外敷設(shè)。數(shù)量一般為60～120根，長度根據(jù)鐵塔高度而定一般為0.3λ～0.5λ。地網(wǎng)埋設(shè)深度越淺越好，但為了便宜地面耕作考慮安全，地網(wǎng)埋設(shè)的深度一般在0.3m～0.5m之間。

3 中波發(fā)射系統(tǒng)中天線的維護措施

■3.1 天線維護

天線維護對于中波傳輸系統(tǒng)非常重要，相關(guān)部門和政府需要更加注意天線維護。天線應(yīng)定期維護。所謂的日常維護，是指每天，每月和每年對符合相關(guān)地面天線網(wǎng)絡(luò)標準的天線進行檢查的方式，必須注意地面天線網(wǎng)絡(luò)的各個方面。特別是，在使用很多零件的地方可以進行日常檢查，而在年度檢查中，有必要對整個天線地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行全面檢查，對兼容設(shè)備進行檢查并及時進行維護。在檢查過程中，必須按照謹慎，認真和謹慎的原則對系統(tǒng)進行檢查。檢查也應(yīng)在相應(yīng)季度進行。由于季節(jié)之間的溫差較大，因此會影響中波傳輸系統(tǒng)，因此有必要檢查各個季節(jié)之間的溫差。及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。

■3.2 電氣維護

對于中波發(fā)射系統(tǒng)，電氣維護也是必不可少的，因為中波發(fā)射系統(tǒng)的有效運行與為運行中波發(fā)射系統(tǒng)提供基本動力的電氣設(shè)備密不可分。因此，如果要增強中波發(fā)射系統(tǒng)的功能，則需要考慮電氣維護。首先，必須從發(fā)射輻射波開始執(zhí)行維護工作。為了實現(xiàn)實時監(jiān)控，必須注意并記錄輻射波的變化。同時，當前記錄與以前的記錄進行比較，以識別任何明顯可能存在的問題，及時解決問題并更換零件。實現(xiàn)中波傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。其次，需要對電氣設(shè)備進行定期檢查，并且需要進行大規(guī)模和小型檢查。檢查零件是否磨損，并考慮是否需要更換。如果需要更換，請及時處理并盡快更換。除此之外，在日常工作中，有必要注意衛(wèi)生管理，定期檢查衛(wèi)生狀況，并進行清潔。最后，在電氣設(shè)備維護方面，培訓(xùn)利益相關(guān)者，以確保檢查員具有及時發(fā)現(xiàn)和報告問題的專業(yè)知識。

■3.3 中波發(fā)射系統(tǒng)大修

在中波傳輸系統(tǒng)中，除了定期檢查各個方面之外，還需要對天線部分進行大修。所謂的大修是指對中波傳輸系統(tǒng)進行全面的檢查和維修。大修周期通常為3年。首先要檢查的是電纜的狀況。通常，電纜會對天線的接地網(wǎng)產(chǎn)生重大影響。在檢查過程中，首先檢查電纜是否腐蝕，然后檢查電纜本身的形狀和損壞。然后檢查進紙器以查看電線是否斷裂或裸露。如果發(fā)現(xiàn)任何影響發(fā)射的情況，應(yīng)及時更換。檢查每條線的穩(wěn)定性。天氣的變化是無法預(yù)測的，因此在刮風的日子里，線路會劇烈搖擺，在雨天，雨滴會襲來。如果在下雪天被雪覆蓋，請多加注意。這些會影響引導(dǎo)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，對中波傳輸系統(tǒng)的檢查必須全面而仔細。

■3.4 改善中波傳輸系統(tǒng)的安裝

天線系統(tǒng)包括發(fā)射器，地面，饋線和電源。在使用天線系統(tǒng)之前，必須將其與圖紙上的相應(yīng)零件正確安裝。還應(yīng)該注意以下幾點：在施工之前，需要對施工區(qū)域的氣候和環(huán)境特征有充分的了解。其次，在安裝中波發(fā)射系統(tǒng)之前，需要仔細研究圖紙，弄清圖紙的不合理內(nèi)容，并對其進行改進以確保中波發(fā)射系統(tǒng)安裝的準確性。

4 對于中波發(fā)射系統(tǒng)天線地網(wǎng)的優(yōu)化建議

■4.1 優(yōu)化地網(wǎng)設(shè)計方案

針對中波發(fā)射天線地網(wǎng)對中波信號覆蓋面積的影響，應(yīng)該優(yōu)化地網(wǎng)的設(shè)計方案，加強頂層設(shè)計的內(nèi)容，重視相關(guān)技術(shù)研發(fā)，以減少傳輸過程中的損耗，提高地網(wǎng)發(fā)射機的射程和頻率為主，從設(shè)施建設(shè)出發(fā)，根本上增強信號傳播的質(zhì)量，全面、科學(xué)考慮城市規(guī)劃問題和地網(wǎng)天線、發(fā)射機等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)系，做好技術(shù)平衡和位置平衡，保障中波發(fā)射天線地網(wǎng)的信號覆蓋面積盡可能全面、廣闊。例如，可以采用加頂?shù)姆椒ㄌ岣咛炀€發(fā)射中波信號的范圍，有效提高發(fā)射的頻率。為了避免雷擊，設(shè)計人員可以在發(fā)射塔附近建造地井并通過放置專門的適配標準安全防雷裝置，在惡劣天氣下減少雷擊對發(fā)射機的損害，另外，通過建造地井，也能及時對地網(wǎng)天線進行維護，大大降低了維修的難度。

■4.2 地網(wǎng)鋪設(shè)改良

地網(wǎng)鋪設(shè)工作會對中波廣播發(fā)射的效果產(chǎn)生巨大的影響，鋪設(shè)過程中一定要做好規(guī)劃和改良，以中波發(fā)射天線作為圓心，在0.5倍左右的波長半徑范圍內(nèi)鋪設(shè)3mm的銅線，并隨著向外擴大鋪設(shè)范圍不斷加深埋設(shè)的深度。結(jié)合地理環(huán)境的因素，地網(wǎng)的外環(huán)應(yīng)該是雙環(huán)圓環(huán)，并通過10根銅線一束的方式鋪設(shè)形成一個良好的信號傳遞渠道。另外，地網(wǎng)鋪設(shè)的工程質(zhì)量直接影響到廣播輻射的功率且一旦鋪設(shè)完成將很難維護，一定要安排技術(shù)嫻熟的專業(yè)鋪設(shè)人員，提前設(shè)置最優(yōu)的鋪設(shè)方案，保證地網(wǎng)鋪設(shè)的高質(zhì)量，保證傳播的效果和范圍，預(yù)防傳播過程中由于地網(wǎng)鋪設(shè)不到位產(chǎn)生各種問題。中波發(fā)射臺（981kHz）地網(wǎng)地埋總長度：

R=0.25入=0.25×306=76.5m

考慮施工因素加一些預(yù)留R=78m

總長度：LM=78m×120根+內(nèi)（3.14×5m×2根）+外（2×3.14×78m×2根）=10371m

總重量：ф3mm紅銅用量

G㎏=Lkm×S×gmL—銅線長度kmS—銅線截面積mm2

gm—銅密度8.93g/m3

=10.371km×（3.14×1.52）×8.93g/m3=654kg

5 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，中波廣播天線地網(wǎng)對發(fā)射效果的影響越來越突出，為了保證廣播的效果，要結(jié)合影響中波發(fā)射的根本原因，不斷調(diào)整優(yōu)化地網(wǎng)的設(shè)計方案，做好地網(wǎng)鋪設(shè)的選址，保證地網(wǎng)鋪設(shè)質(zhì)量，加強傳播的質(zhì)量，促進廣播事業(yè)的持續(xù)進步。