中波廣播發射天線的原理與維護措施

張云凱

（煙臺廣播電視臺，山東 煙臺 264000）

1 中波廣播發射天線概念及維護的重要性

1.1 中波廣播發射天線的概念

中波廣播技術是利用電磁原理來進行信號的傳播，它首先將圖像、聲音信號轉化成電磁波，然后經過發射天線的發射，再由相關接收機接收到電磁信號，將其轉化成音頻和圖像，從而達到人們對信息傳送和接收的要求。中波廣播傳輸技術中，天線是主要的設備，它的功能是發送和接收無線電波，再通過變換器將其轉換為音像。天線是1種專用的物理器件，它可以通過對發射器所發出的高頻電流進行加工，并將其轉化為電磁波的載體，從而在一定程度上實現對周邊環境的傳輸。因此，在沒有天線設備的情況下，無法向外部發送信息或接收來自外部的信息。目前，我國中波無線電傳輸技術的主流是地面繞射，并輔以電離層反射[1,2]。

1.2 中波廣播發射天線維護的重要性

中波天線通常放置在戶外，在受到風雨侵襲的同時也有可能被雷電擊中。在長時間的使用中，天線會發生不同程度的銹蝕，會對電視信號的傳輸造成一定的影響。中波廣播發射天線如果得不到及時或正確的維護，將會對中波廣播系統的正常傳播產生不利影響，從而影響其功能的發揮。中波廣播天線若長時間不保養，會造成越來越嚴重的損傷，到了后期，維護和維修都要耗費大量的人力物力，這對廣播行業的健康發展十分不利。因此，須加強中波廣播天線的維護和維修，以保證廣播信號的質量。

2 中波廣播發射天線的幾種主要形式

2.1 單塔天線

為穩定、高效地傳播中波廣播，在地面和低高度處盡可能地發射極化波，因此對于中波發射天線的基本形式，采用豎直振子作為主體的單塔形天線是比較理想的。單塔天線以塔為振動源，以塔底供電，主要包括放電球、地網、絕緣、拉絕緣以及鋼桅桿等。單塔天線可以在水平方向上不定向地發射，最大輻射點為豎直面上0°仰角。對于單塔天線塔高，應考慮到功率和中波臺的具體條件，一般采用76 m高的輕型纜塔。

2.2 并饋式中波天線

中波無線電發射天線主要包括無線電塔架和電纜，塔架部分與導線的上端部分相連，而桿狀絕緣子則與塔架下端相連。從結構上來看，并饋中波天線也是1種垂直振子，但是它的基座可以直接接地而不給電。并饋中波天線在地區廣播中得到了廣泛的應用，在達到地區廣播的傳播效果和目標方面更為有效[3]。

2.3 斜拉線頂負荷單塔拉線

斜拉線頂負載單塔拉線，主要是在塔頂增設斜拉線，以3～5條為佳，采用斜拉線頂載單塔拉線，提高塔頂電流，使塔頂電流不為0。除頂部負載以外，中波天線與常規單塔天線相比，其天線低頻性能有較大提高，且單塔拉線底電壓較低時，可有效減少天線匹配網絡的造價。為盡量減少單塔拉線在斜拉線上所產生的阻力，需要進行合理的設計。

2.4 匹配網絡及饋線

廣播中波天線通常比機房更遠，為確保廣播信號的穩定傳輸，需要使用更長的饋線。當天線的輸入阻抗與饋線的參數相匹配時，饋線的反射波衰減和駐波比減小。為了更好地適應廣播要求，將具有阻抗的匹配網絡嵌入到饋線設備和廣播天線的輸入端。而在饋線部分，廣播中波發射天線主要采用的是垂直極化波不均衡天線，這種天線是單級的。為了實現天線饋送，在廣播中波饋線中，也可以采用不均衡的形式[4]。

2.5 地 網

從系統結構上來看，中波天線與單塔天線垂直，是整個系統的1個關鍵環節。廣播天線的輻射電流電路以地面和地網為主。地面網絡的性能決定了其實際傳輸效率和工程效益。為使中波天線的實際增益最大化，需要將天線的效率和實際的增益乘積達到最佳。為了達到真正的地網收益，必須減少地面損失。在確定地網圓心等參數時，以塔底為中心，采用均勻輻射的方法，以120根銅絲為媒介，進行大范圍的信號傳輸。在地表覆蓋范圍內，接地導線埋深愈小，地面信號損失愈小。因此，考慮到無線電中波天線發射站的實際狀況，建議在30 cm內鋪設地面網絡[5]。

3 中波廣播發射天線原理分析

中波無線電發射天線技術在廣播領域有著廣泛的應用，在廣播電視節目播出時，通過發射電磁波來實現信息的覆蓋。而中波無線電發射天線技術是將廣播發射的電磁波轉換為豎直極化波，這種電波與垂直方向垂直，并且與地面保持垂直，通過電波與電波交叉傳輸，從而保證了廣播電視的傳輸質量。

3.1 集成度原理

近年來，隨著廣播產業的不斷創新與發展以及廣播技術的不斷進步，廣播電視的播放范圍也在不斷擴大。但是，中波天線的體積太小，其內部容量也太小，無法滿足廣播電視的播放要求，因此中波無線電收發天線在實際應用中會利用集成技術提高天線的容量。

3.2 可靠性原理

在廣播天線的信號發送和傳輸中，存在著許多干擾因素，使其穩定性和可靠性下降。同時，在廣播電視節目中，由于天線的覆蓋面很大，它的可靠性和穩定性就顯得尤為重要。中波無線電發射天線采用的是1種穩定可靠的設備，它能夠有效抑制信號的傳播，并且能夠有效控制信號的傳播，同時能夠保證天線的輻射范圍，因此可以通過軟件技術設置設備的軟件參數，將天線的所有信號都集中到1個大的芯片上，這樣才能確保中波廣播天線的工作可靠性[6]。

3.3 易擴展原理

中波無線電發射天線技術是當前廣播領域應用最廣的1項技術，能夠有效改善廣播節目的播放效率，增強廣播系統的穩定性。中波廣播發射天線的常用類型有單塔形、頂復合型、并饋型和新型天線。因此，中波無線電天線驅動的功率很大，對天線的配置也有很高的要求，這就要求電腦控制裝置的響應速度要快，軟件的應用要達到天線驅動的要求，這樣才能確保中波天線的平穩、穩定工作。

3.4 控制性原理

中波無線電天線的指令系統主要有邏輯運算、函數運算、傳輸指令等。從邏輯上來看，這是1個相對落后的過程，如果在一個復雜的環境下，它的運行速度會更快，因此在中波廣播中必須要處理好這個問題。

4 中波廣播發射天線運行中的問題

4.1 中波廣播發射天線匹配網絡設計不合理

目前，我國中波廣播事業面臨著網絡匹配、技術限制等較多的問題，使得中波廣播化發展受限，難以發揮其真正的價值和功能。同時，由于我國地域廣闊，地形復雜，中波廣播的發射不能很好地適應周邊的地形條件。另外，有些元件在安裝時會有疏忽，使用方法不當也會造成網絡阻抗的偏移。工作人員的技術水平和專業水平不高，沒有嚴格按照有關標準進行安裝，造成中波、發射天線在運行后發生故障，使后期維護工作量增加。

4.2 中波廣播發射天線被破壞

中波廣播在實際工作中的應用要進行中波廣播發射基地的建設和完善，必須要投入一定的資金。但是，由于人為因素，中波廣播的發射天線位置受到了損害。究其原因，在我國的建設過程中，有關的制度并未得到進一步的完善和合理的規劃，而中波廣播天線在使用過程中會產生大量的能源消耗，因此有關部門應更多地關注于發射平臺的建設與設計。如果能在某種程度上降低發射平臺的建造數目，既能降低建造成本，又能降低后期維護成本。

5 中波廣播發射天線的維護策略

5.1 做好系統場地選址和安裝

為了防止中波廣播發射天線在施工、使用中經常出現問題，技術人員首先要對天線臺建設區周邊的地形、氣候條件進行全面的調查、分析，并根據調研結果制定出1套合理的施工方案和系統安裝圖。中波無線電收發天線由饋線、天線和地網構成，饋線的選型通常采用特征阻抗較好的器件，以保證系統的抗阻能力，同時在天線和調制室之間設置饋線，使饋線特性阻抗與天線的輸入阻抗匹配。由于天線高度是決定中波廣播發射天線使用情況的重要技術指標，所以必須對天線高度進行嚴格的設計。在地網的設計和安裝中，通常采用銅線，并結合施工現場的具體條件，保證銅線的數量、長度和地網的深度，降低接地電流的損失，增強天線的輻射效能，從而促進系統的穩定和高效傳輸。

5.2 日常巡檢

為提高中波廣播發射天線的工作性能，須加強天線的日常保養工作，如果保養不當或頻率不夠，會使廣播電視系統出現故障，從而造成巨大的人力和財力損失。中波無線電發射天線維修工作涉及基礎、地網、電纜等多個方面，對維修人員的專業和技術水平有很大的要求。在日常的巡查和檢查中，要注重各種細節，對中波無線電天線的使用，從場地大小、天線數目等方面進行全面的排查。由于季節的變動會對巡視工作造成很大的影響，應針對不同季節的輪換，制訂相應的巡視方案。正確調節天線的拉力，并用黃油涂抹天線，以避免各種零件的嚴重腐蝕，如繩圈、拉線、夾頭、卡環等。清除桅桿上的銹跡后，再進行防銹層的涂裝，提高其耐腐蝕性。對絕緣子的損傷要進行認真的檢查，并按要求修理或替換，對天線絕緣子進行清潔，避免其絕緣強度受損。

5.3 加強專業測量儀器的使用

由于無線電中波傳輸系統的工作比較復雜，僅靠維護人員手工檢查不可避免。因此，要利用專用的測量設備進行故障的探測與查找，能夠準確找到問題所在，并制定相應的對策，保證系統的安全和穩定。此外，在使用專業的測量設備時，還應該使用電阻法、電壓法、電流法等技術，以便及時發現無線電中波傳輸系統的問題，并采取相應的對策。對于一些非常微小的零件，只能通過特殊的工具，通過緩慢的推拉、輕推、輕修等方式，來降低系統的損傷。

5.4 周期性檢查維修

在中波無線電發射天線維修方面，相關人員要遵守保養工作的規定，堅持做好每日、每周、季度和年度檢查。在上述一系列的定期檢查中，重點部位要進行維修。例如每天的例行檢查，都要對天線進行徹底的檢查，查看有沒有損壞的啞鈴。每周的檢查與日常的檢查大致相同，但要做得更詳細、更全面。在此期間，絕緣子必須檢查，絕緣材料的溫度也要測量，一旦發現問題，需及時進行匯報。每季度的檢查就是對全年的天線進行1次全面檢查。而每年的檢查就是根據中、短波天線的運行和維修規范，利用經緯儀對天線的垂直度進行監控，一旦出現問題就會進行記錄。另外，需要仔細檢查線路的行波系數和鐵塔是否被腐蝕，一旦發現問題就及時進行維修。

6 結 論

隨著社會和經濟的發展以及科學技術的進步，中波廣播技術已經邁入了數字廣播時代。中波天線技術是我國無線廣播行業的核心技術，為保證中波天線工作穩定可靠，應著重提高中波廣播天線的發射功率，對中波電臺天線進行科學、合理的維護，才能保證電臺天線的工作性能和工作需求。