浅谈中波广播天馈线系统及维护

刘延红 刘向阳

摘 要： 中波广播发射是一项系统工程，天馈线系统是其重要的组成部分，发射机输出的调制功率是通过天馈线系统向空间辐射出去，检验发射效果的主要指标就是场强覆盖面。根据无线电波的传播特性，发射机的场强覆盖，受天线結构、地网铺设、网络匹配、地导系数和传播路径等因素影响较大。通常情况下天馈系统的维护质量，直接关系到发射机是否能够稳定工作可靠有效的进行发射，做好天馈线的维护工作， 是维护工作中不可忽视的环节，是保证安全播出工作的质量和效果关键。

关键词： 天馈线系统;地网;馈线;网络匹配

中波广播的频率范围525.5KHz-1605.5KHz，中波发射天线多以拉线塔形式，发射与地面垂直的极化波，以天波和地波两种方式传播。

一、天馈线系统与发射机的关系

对发射机而言，天馈线系统是其唯一的负载和外接设备。对整个发射系统而言，又是其重要的组成部分，其品质的好坏、优劣关乎发射机及其他设备的安全运行。同时，它又担负着电磁波的有效辐射、发射机之间的阻抗匹配、仰制干扰磁场、泄放雷电等重大作用。

中波天馈线系统由发射铁塔、天线附属件（基座、拉线、绝缘子、拉锚、塔灯）、避雷设施、地网及接地线、调配网络、传输馈线及支架组成。

1、天线的基本特性

天线是将发射机所产生的射频电能，转化为向自由空间辐射的电磁波或接收自由空间的电磁波能量输往接收机的系统，其几个主要特性参量如下：

（1）天线的方向性系数：表示最大辐射方向能量的集中程度。

（2）天线的效率：天线的辐射功率与馈线跟天线的功率之比。

（3）天线的增益系数：在给定方向及距离上产生相同场强的条件下，参考天线上的输入功率与被研究天线的输入功率之比。

（4）天线的仰角：指天线的垂直方向图上最大发射方向与地平线之间的夹角。

（5）天线的工作频率范围：也就是天线有效的运用频率范围。

（6）极化方式：把电场矢量的方向与电波传播方向所构成的平面称为极化面。

中波天线采用垂直极化方式，垂直极化波沿地面传播损耗比水平极化波沿地面传播的损耗小的多，以便能增强地波场强，所以中波发射天线塔座垂直于地面架设。在小功率（10KW以下）中波台，常用一种76米高的轻型拉线塔作为发射天线。现在也有部分台站使用一种自立式并馈天线。铁塔的首选高度是λ/2左右，但也可以在0.3λ和0.5λ之间。

2、地网

地网是为了减少大地损耗而铺设的。地网以铁塔底部的中心为圆心，呈放射状均匀向外铺设。由120根直径2-3mm的铜线，每根长度在0.25-0.5λ，深埋30cm-70cm，在一般地质土壤条件下接地电阻应达到小于2Ω的标准，以满足防雷要求。

3、馈线

馈线的作用是将发射机输出的高频信号传送至发射天线，因此要求其能量损耗小，传输效率高。随着全固态发射机的使用，发射机馈线通常采用特性阻抗为75Ω或50Ω的同轴电缆。同时各种电缆头和插座也有75Ω或50Ω之分，用错会产生反射。一般由于导体尺寸的误差会存在±3Ω的误差。

4、网络匹配

发射机输出阻抗为50Ω、75Ω或230Ω的纯电阻阻抗通过相应阻抗的馈线送到天调室，而天线则是随频率、和高度、边框等参数变化的复数阻抗，它们之间需要设计一个匹配网络，使天线实部阻抗和馈线阻抗相等并抵消天线复数阻抗中的虚部电抗，完成天线阻抗和馈线特性阻抗的匹配。

二、自然现象和社会发展对天馈线系统的影响

天馈线系统的维护往往容易被忽视，尤其是天线铁塔及其地网的维护。

1、天馈线系统一般都暴露在大自然中，承受着风吹雨打、等自然环境中各种有害物质的侵蚀，会使塔体金属部分的锈蚀、老化和损坏，馈线塑料绝缘部分易出现老化、甚至破碎。加之它占地面积大、高度高，一般远离人们的视线，一旦出现问题不易发现，很容易成为事故隐患。为了延长天馈线的使用寿命，防止发生意外事故，须加强天馈线系统的维护工作。

2、社会发展对天馈线系统的影响

随着社会经济的高速发展，城市扩展的空间越来越小，中波台的发射场地受到愈演愈烈的挤占;地网遭到破坏、拉线被拆除、馈线被盗割、支架被撞倒、调配网络被一些不法之徒恶意破坏等，这些因素对发射系统构成了严重的威胁。

综上所述，就播出而言，一旦天馈线系统发生故障或遭到破坏，由此产生的后果是不可估量的，抢修起来是非常困的。因此，加强对天馈线系统的日常维护把事故扼制在萌芽状态是非常重要的，也是非常必要的。

三、天馈线系统维护的主要内容

1、天线的维护：天线的维护分为电器维护和结构维护两方面。

（1）电器维护

①阻抗匹配的调整

主要是测量馈线与天线的阻抗匹配，提高馈线效率。方法是：将高频电桥放在调配室内馈线窗中端，测量匹配网络的输入阻抗，如输入阻抗不等于馈线的特性阻抗，则仔细调整天线网络元件，直到输入阻抗等于馈线的特性阻抗为止。

②绝缘电阻的测量

对于中波天线，塔体本身为带电体，保证塔体与大地之间的绝缘是保证发射机正常工作的必要条件。可用摇表测其对地绝缘电阻。

2.结构维护

（1）在建成第一年至第三年需要定期检查整个结构上连接螺栓的松紧度、塔身的垂直度、基度下沉等情况，以后每五至七年（根据情况而定），对塔身及其拉线进行全面检查，测量及调整塔身的垂直度及拉线张力。如发现地锚锈蚀严重，钢丝绳有断线时，应根据程度及时更换。

（2）根据塔身的所处环境检查，要进行除锈刷漆处理。

（3）定期检查调配元件的发热及损坏情况，并清除尘土，定期清洁底座绝缘子，定期检查并地网的完整。检查放电球打火情况，发生打火要及时处理，保持表面光洁度。

（4）定期检查检测天馈线系统的驻波比，每季度应检测一次，并做好记录。

（5）定期检测避雷装置及调配网络的接地电阻，在夏季之前检测避雷系统及地网。接地电阻应小于2Ω，调配网络接地电阻小于4Ω。

（6）定期检查馈线的接头是否有发热、松动现象，并检测其绝缘电阻。

四、日常巡视的检查

1.根据台内天线、场地大小数目多少，分期、分区、检查并作好记录。

2.检查至少每周一次，遇到雷雨、大风、雪雹后要及时巡视，在重要播出期、节假日更要加强巡视。巡视主要以望远镜来查看天线上部结构，必要时登高查看。

3.定期清除塔身底部的杂物、杂草等，以防天线打火短路造成停播。

4.定期检查天线和调配网络的避雷装置，检查馈线的保护接地情况。

5.定期清理天调室内蜘蛛网、灰尘，检查是否进了老鼠、蛇等动物。

总之，要做好天线维护工作，就要做到有计划、勤检查、勤维护，确保安全播出，万无一失。以上是自己在工作中的一些体会，不妥之处请指正。

参考文献

[1]《DX中波发射机与天馈线网络》  谢苏汉著 陕西出版传媒集团陕西科技出版社2013年2月1版.

[2]《全固态中波广播发射机使用与维护》陈晓卫主编、蒋泽汉主审  中国广播电视出版社2002年9月1版.