中波广播发射天线的工作原理与维护

高 翔

（山西省新闻出版广电局吕梁中波转播台，山西 吕梁 033000）

0 引 言

中波广播的发射主要依靠电磁波传输，白天以地波形式传播，晚上以地波和天波同时传播。电磁波正常工作时即正常传输时会形成电磁波极化。简单来说，就是电场的方向按照一定的规律旋转。电磁波极化以地面作参考可以分为两种，垂直地面的叫做垂直极化波，平行地面的叫做水平极化波[1]。中波电磁波沿地面方向传播，极化方式主要是垂直极化。因此，中波发射天线必须能够产生垂直极化电波。中波广播发射技术严格要求了波长，主要的传输信号是电磁波的形式。通常，中波广播波长186.7～569.8 m，工作频率526.5～1 606.5 kHz。中波广播有独特的传播方式，主要是地面绕射，辅助电离层反射传输。另外，中波广播不受天气环境影响。这些优点促使中波广播成为我国广播发射的首选，一直受到业界的青睐，是广大人民群众最普及的信息获取手段[2]。

1 天线的定义

无线电设备中，天线的作用是用来辐射和接收无线电波的。天线为发射机或接收机与传播无线电波的媒质之间提供所需要的耦合。天线和发射机、接收机一样，也是无线电设备的重要组成部分。

2 中波广播天线的工作原理

中波广播天线的作用是将传输线上的导行波和无界媒介中传播的电磁波进行相互转换[3]。在发射端，发射机产生的已调高频振荡电流经馈电设备输入发射天线，发射天线将高频电流或导波转变为无线电波——自由电磁波向周围空间辐射；在接收端，无线电波通过接收天线转变成高频电流或导波后经馈电设备传送到接收机。中波广播天线的主要作用是放大处理传输过程中的电波，保证信号能够在短时间内传播到较远的距离，同时保证传播数据信息的安全准确。传输过程中，一定要保证广播天线能够有效使用，从而使得传播的信息能够真实准确。如果广播天线没有进行有效设置，那么将会严重影响广播的接收范围及质量。

3 中波广播发射天线的主要类型

3.1 单塔天线

单塔天线技术主要是发射垂直极化波[4]。中波发射的主要方式是通过拉线单塔天线发射垂直极化波。单塔天线就是底部绝缘且与地面垂直的振子。单塔天线主要由绝缘拉绳、钢桅杆、绝缘底座、地网以及放电球等组成。电磁波的发射需要这些部件共同作用。

3.2 顶负荷型单塔天线

如果铁塔的高度小于λ/4，那么输入阻抗的电阻部分会变得较小，同时会因为地阻影响的原因而导致天线的辐射效率偏低[5]。对此的解决方式是增加斜拉线，以增加铁塔天线的高度，从而解决上述问题。斜拉线一般是铜线和钢线，并且是3根相隔120°的斜拉线。这3条斜拉线在各自保持45°或者60°的方向上由塔顶拉到地面。通过科学计算可以知道斜拉线的长度，将它的顶端和铁塔连接后，再把终端和带金属帽的棒形绝缘子进行连接，然后把它用钢绞线将其与地锚固定。

3.3 新形式天线

新形式天线是在传统天线的研究基础上进行的改良，是为了更好适应我国社会的要求而新研发的一种天线类型。新形式天线是我国最新的研究成果，和传统的桅杆类型具有本质区别。它拥有顶负荷锥面性的使用特点，可以有效节省天线架设需要的安装空间，同时提高了广播的传播范围，加深了应用程度。现代化技术的发展，使得人们更加严格地要求广播天线。传统的中波广播天线会占用大面积的网络铺设，耗费成本较高。同时，安装地网时，对于环境的要求比较严格。这种种原因在一定程度上限制了广播应用范围。而研究新形式天线就是为了适应现代化发展的要求，以有效摆脱传统天线的各种限制，分阶段管理使用电磁波，不断提高信号传播效率，扩大传播范围，有效节约经济成本。

4 中波广播发射天线维护措施

对于中波广播发射天线的维护，国家制定了可以对其维护的标准，即GY/T178-2001（中、短波天馈线运行管理规程）。中波发射天线的日常维护和检查非常严格，可以分为周检、月检和年检。这一步步的定期检查是为了对地网、塔桅拉绳、绝缘子等进行维护保养。除了定期维护，还需要进行大规模修理，如桅杆、拉绳、地锚等不容易发生故障的部分。此外，要经常检查塔桅结构、关注焊缝的开裂情况，螺栓松动要紧固，螺检腐蚀严重的要及时更换。

4.1 中波天线常见故障和处理措施

绝缘子底座开裂现象。引起绝缘子底座开裂的原因有两个：一是会引起绝缘子偏心受力的底座，如果绝缘子底座不稳，就会使其偏心受力，从而造成底座开裂；二是因为绝缘子的质量和杂质问题使其破裂。如果绝缘子破裂，要及时更换。

铁塔拉线变松问题。出现这种情况后，需要检查地锚和花兰螺丝的螺母。这两方面出现问题，都会使绝缘子被破坏，从而不能正常工作。如果出现这两种情况，除修复问题部分，还要重新调整铁塔垂度和拉线初张力。

拉线不畅、打火不着、放电不稳定的现象。如果出现这三种情况，应该检查泄放电阻是否有效、放电的间隙是否合适等，然后根据检查结果直接处理问题部分。

不同绝缘子类型中的桶型绝缘子破裂问题。造成这个问题的原因主要有两个：一是在对绝缘架组装过程中出现了不合适问题；二是使用的绝缘子在质量上出现了问题。一般的处理方法是重新组装绝缘子或者更换绝缘子。

天线运行效率较低。分析原因可能是地网线断裂，解决措施是检查地网线。

天线系统较低问题。发射机包括反射功率、入射功率等重要的指标，从而要配备系统较高的天线系统。此外，根据季节的变化还要不定时变动天调室的元件，从而保障系统的正常运行。电动元件可以根据电感进行调试，但之前要将原位子做好记号，以便今后进行对照。

发射铁塔的问题。发射铁塔的腐蚀或者由于自然原因造成的破裂，都会影响发射铁塔的发射效率，所以要经常观察并及时处理。

拉线式铁塔，大修周期为3～5年，包括对天线、地网等进行全面检查，发现问题时要彻底处理。

4.2 对天线的维护

中波发射天线暴露在室外，而自然中不可预测的原因会给天线造成不同程度的伤害甚至损坏天线，严重影响天线的正常工作。最有效的解决办法是定时且经常性的检查，预防播出事故的发生。同时，要重点检测天线避雷装置，使其能够正常工作，如果出现问题，要及时进行处理，以使天线保持良好的传输效果。此外，要调试天线张力的松紧度，使其保证在适中状态，以提高信号接收的效果。

4.3 日常维护的重要性

要使中波广播发射天线高效运行，一定要加强日常维护工作，定期保养运行设备，有效减少广播天线故障的发生，延长中波广播发射天线的使用寿命。同时，可以组织专业的维护检修人员指导日常维护工作，确保日常维护工作的专业化，及时排除存在的安全隐患。

5 结 论

中波广播发射天线是非常重要的设备，因为它涉及的范围广、影响大，且与广播发射和广播转播联系密切。中波广播发射离不开天线，而中波广播发射天线在广电系统中应用普遍。要加强维护与管理，确保节目播出质量。近年来，随着人们对信息需求的增加，广播节目播放质量成为人们关注的焦点。因此，中波天线运行维护人员一定要了解发射天线原理，及时把控和处理发射天线出现的突发状况，确保广播电视发射台正常运行，促进我国广播行业不断发展。

参考文献：

[1] 邮电部设备维护局.天线维护手册[Z].1976.

[2] 国家广电总局无线局.广播电视发送与传输维护手册[Z].2001.

[3] 张崇锦.浅议短波发射天馈线系统的维护[J].科技创新导报，2010，（11）：92-93.

[4] 龚 超.分析中波广播发射天线的原理与维护[J].电子测试，2016，（9）：142-143.

[5] 薛 莹.浅析中波广播发射天线的原理与维护[J].数字通信世界，2016，（7）：174，274.