中波发射天线的原理及相关维护技术分析

柳贤子

内蒙古新闻出版广电局扎赉特775台 内蒙古 兴安盟 137600

中波广播技术具备多种先决条件，因此被广泛应用于军事和无线通信行业。在现代科技发展过程中，中波广播技术创新速度加快，从最早的电子管发射机，逐渐发展为固态发射机、数字发射机，现在多数广播电视发射都是应用固态发射机和数字发射机，表明我国广播技术开始朝着数字化方向发展。

1 中波发射天线的工作原理与分类

1.1 中波广播发射天线原理

在中波广播发射技术中，核心技术在于垂直极化波转化与覆盖，极化现象主要是在电场作用下，电磁波会朝着固定方向发射。当电磁波发生极化现象后，会出现与垂直面平行的极化波，被称为垂直极化波。当形成垂直极化波后，会产生电流，此时电流方向与地面垂直，可以和中波广播电流汇合，以此提升广播传播效率。

1.2 中波广播发射天线类型

为了更好地掌握广播发射天线技术，必须对中波广播进行分类处理。目前，天线分类包括新型式天线、顶负荷型单塔天线和单塔型天线。在上述天线中，应用最为广泛的是单塔型天线与顶负荷型单塔天线，也属于常见的中波天线。新型天线属于先进天线类别，可以有效满足无线广播技术的需求。

第一，单塔型天线。在中波广播中，垂直极化波属于鲜明特征，中波广播发射的电磁波就是垂直极化波。单塔型天线的组成包括：绝缘拉线、钢桅杆、地网、放电球与绝缘底座，与地面相互垂直，所以单塔型天线属于垂直振子，在应用该天线发射电磁波时，此电磁波就为垂直极化波，垂直于地面，通过该天线发送中波电磁波，可以发挥出以下优势：首先，在发射天线上，中波电磁波沿着地面发射，损耗比较小，所以电磁波传播距离比较远；其次，天线与地面垂直，中波电磁波也与地面垂直，此时所发送的电磁波为垂直极化波，与水平极化波相比，垂直极化波的损耗比较小，能够延长传播距离。在具体应用中所应用的发射塔通常都是76m高度的轻型拉线塔。

第二，顶负荷型单塔天线。该类天线主要采用低于铁塔高度的中波波长场所，通过分析射频天线原理能够看出，当天线长度小于1/4波长时，将会降低天线阻抗，此时将斜拉线增加在天线上，将拉线从塔顶拉到地面绝缘子上，确保每一根拉线的角度为120°，且拉线和地面角度为45°，以此增加铁塔的阻抗，可以匹配75Ω的阻力，加强天线发射效率。

第三，新型式天线。当前，桅杆类铁塔属于常见的中波发射天线，该类天线对于高度的要求非常高。为了确保天线发射信号质量，需要在地面铺设大量地网，这样将会加大天线系统的工程量，还会加大人力、物力和财力的浪费。此外，对于山区电网系统建设来说，不能大面积铺设地网，因此无法应用桅杆类天线。为了满足广播信号的质量要求，研发出新型式天线。该类天线的应用原理和桅杆类天线差别比较大，主要是应用顶负荷锥面特点，降低天线建设高度。同时可以实现电流分流，提升电流的流通性。应用新型天线，可以扩大电磁波辐射范围，加强信号稳定性，能够全面发挥新型天线的作用价值，避免天线受到山区等恶劣环境影响。

1.3 分析天线效率

为了加强中波发射信号质量，增加传播距离，全面提升天线发射电磁波的效率。天线发射效率主要为天线发送功率和输入功率的比值，二者的比值不会超过1，只有在理想化条件下，比值才会等于1。天线架设高度、地网质量等因素，对天线效率的影响比较大。

对于中波天线来说，为了全面扩大辐射功率，必须确保天线阻抗值达到75Ω，此时应当保证天线高度处于1/4～1/2波长之间，之后应用调配优化匹配阻抗值，才可以确保天线的阻抗值达到75Ω，全面降低发射信号的损耗率。当前，我国中波所应用的定型塔高度为76m。当塔高度为76m时，且中波频率比较低时，则76m高度无法满足实际需求，此时需要应用斜拉线方式校准。

天线发射效率还会受到地网影响，通过铺设地网，可以减少中波发射信号的地面损耗率。建立完整地网，可以和垂直天线形成射频天线网络，这样能够确保阻抗匹配的合理性，便于调试天线阻抗。在进行地网布设时，必须考虑到地区气候环境、土壤和地形等参数，上述因素会极大影响地网导电率。在铺设地网时，导线线路数量对天线辐射效率的影响也比较大。

2 中波发射天线的维护与保养

在维护和保养中波发射天线时，需要注意天线不同部件需要采用不同的维护保养方式。对于天线塔来说，桅杆、底座和塔体都需要应用油漆喷涂方式保养，避免天线生锈腐蚀。在保养桅杆拉线时，需要准确测量桅杆拉线的拉伸力。同时，电力人员还应当对发射塔的安全隐患与不足进行全方位检查。比如，电力人员发现螺栓出现腐蚀和生锈问题时，必须及时更换新的螺栓；当拉线存在腐蚀问题时，也应当更换新的拉绳，确保发射天线运行的正常化。此外，在电气维护时，应当从以下几点入手：

第一，中波发射机采用天线发射电磁波时，会产生反射功率，值班人员应当对发射机的反射功率进行实时监控，详细记录相关数据。通常情况下，发射功率处于较低值。当出现大的反射功率时，则说明天线存在不匹配问题，需要详细查找问题，直至隐患问题处理结束。

第二，定期保养。在每个周二的下午，中波发射机会停播，此时需要开展全面检修与维护，以此处理中波发射机的故障问题，之后维护和报验问题隐患比较多的部位。

第三，应用网络分析仪，准确测量天线阻抗。将仪器一端连接天线阻抗匹配网络，另一端连接地网，对天线阻抗和地网阻抗大小进行检验，保证天线阻抗值达到75Ω。

第四，注重防雷保护。中波发射系统多应用铁塔天线方式，架设高度比较高，极易受到雷击伤害影响，所以必须做好防雷保护处理。应当对天线防雷元件运行状态进行定期检查，同时测量地网接地电阻值，确保电力设备统一接地，以此保证等电位。之后采用上述防雷保护措施，在可以在雷击伤害时，将雷电释放到大地上，避免损害天线匹配电路和发射机。

结束语

综上所述，中波发射机发射信号质量，对发射台转播信号质量的影响非常大。所以技术人员应当学习中波发射原理，全面做好中波发射天线的维护与保养，定期巡检天线塔，维护安全隐患与缺陷部位。此外，注重测试天线地网的阻抗值，使阻抗值达到最小，在最短时间内将雷电泄漏到地面，以免损害天线。通过网络分析仪，能够优化匹配天线阻抗，确保信号发射质量，延长传播距离，扩大覆盖面，这样才可以为公众提供优质的服务。在未来发展中，中波发射天线的应用范围不断扩大，因此对技术人员的能力要求也不断加强，所以必须积极学习专业知识，提升技能水平和综合素养，以达到工作要求。