中波发射天线技术及地网设计对发射机输出功率的影响分析

威海市荣成转播台 姚 克

作为广播发射的主要形式之一，采取中波模式的信号传输模式占据了重要地位，其具有较好的经济价值和实用价值，其中针对中波发射天线技术以及地网设计对发射机输出功率的影响，如何实现可靠稳定的信号质量是值得深入研究的问题。本文从建设实际出发，分析了天线技术的原理以及地网设计的关键环节，结合大量实践数据，提出了基于地网设计参数优化的方法，有效提高了对发射机输出功率的积极影响，具有一定的借鉴意义。

随着社会经济的飞速发展，人们对于文化生活品质的要求逐渐提高，这对于中波广播节目质量的标准也提出了更高的要求，在稳定性和可持续性方面需要做的更好。目前，随着城镇化建设的不断推进，广播信号的传播受到了严重干扰，对于信号源、传播媒介以及接收终端均造成了不良影响，导致整个中波天线系统的稳定性和可靠性难以得到保证，破坏了节目的播出效果。基于此，如何从天线技术的角度出发，利用地网设计基本原理研究对发射端信号输出功率的影响，从而不断优化系发射天线统各个参数的设置，以便提高整体节目质量。

1 中波发射天线技术与地网设计

对于中波广播发射天线技术而言，通常采取的是以地波传播方式进行信号传输，其是极化波的一种形式。通常情况下，由于采用垂直极化波的传输样式可以实现更低的信号损耗，因此中波广播发射天线一般发射的是垂直极化波。

1.1 基本原理

目前，大部分在建的中波台采取的都是自立式发射铁塔，其能够有效支撑发射天线系统，实现远距离信号覆盖和广区域的信号强度，发挥着重要的作用。当考虑到信号传输环境和天线技术的影响，如何充分发挥地网设计的高效性，降低环境因素和天线技术对设计的要求，为提高发射效率起到重要支撑作用。

1.2 天线性能与地网设计

（1）天线性能

天线发射增益主要由天线高度决定。考虑到发射天线的实际高度不可能无限的增大，对于后期技术维护难度大、耗费高。因此，通常情况下一般设置天线高度，此时信号的发射增益能够达到最理想值，即辐射强度高，路径衰落慢。对于中波广播信号而言，其工作频率一般在，自立式发射铁塔的建设高度选择在70～80m之间最为合适（低频中波可以选择建设更高的铁塔）。例如,现阶段有的省台在建项目中采取的是混合式布站设计，即多座100m高双频共塔和1座70m单频中波台，此时可以实现混频发射，该设计方式更加经济、更加实际，也为未来的“智能化”数字网络改造提供了建设基础和发展方向。

（2）地网设计

当天线性能能够满足中波发射的基本要求时，地网设计则成为系统运行的关键环节。采用的垂直极化方式的地波传输，能够有效降低信号衰落，延长信号的传输距离。但是,结合实际条件,地面损耗仍然严重，需要对相关地网的参数进行优化设计，以实现增强信号质量的目的。自立式发射铁塔的底部设计结构简单、性能可靠的地网，能够实现发射天线的完整回路设计。在实际工作中，地网是以直径、数量之间，采取埋线的形式环绕在铁塔之下，此时能够以全向波束的形式向外辐射；其中，最为关键的参数为线长L和线量M。L和M的大小直接影响到信号传输过程中的功率损耗，如何高效科学设置参数，使得天线系统能够长期处于低功耗的状态，这是值得深入研究的问题。考虑到天线高度的最优选择，结合实际周边环境和电磁特点，线长时，地网能够处于较好的工作状态。当地面的导电性能较弱时，也可以通过适时调整线量的大小来进行优化匹配，即通过优化设计参数以实现中波台信号辐射的回路建设，明确地网设计能够对输出功率的影响程度，即中波发射天线的稳定性能够达到最优状态，进而达到最佳的接收质量和播出效果。

2 地网设计对中波发射天线输出功率的影响

地波传输的方式极易受到环境因素的影响，这主要是自然物天然遮挡和大地导电性能不佳造成，此时通过科学的地网设计，将地网回路作为整个发射天线回路的一个组成部分，如图1所示，此时能够有效分流部分电流，进而减小地波损耗。此外，对于地网设计中的选址、埋设范围等对输出功率的影响，也是值得深入研究的。

图1 发射天线地网设计对于接收信号质量影响效果图

2.1 地网选址时环境因素的设置

根据中波台建设的核心标准，一般是以天线传输效率最优作为唯一目标。其中，最关键的就是地网所处环境的导电性能，此时线长与线量的大小也会受到极大的影响，因此需要综合考虑优化，以尽量降低对输出功率的影响。在实验中发现，选址环境的土壤水分对导电性有着直观的影响，一般土壤湿润度越高，导电性越好，此时信号在传播过程中的无效损耗降低，对于接收端的信号质量起到了积极效果。此外，人为环境（如高密建筑、电磁干扰等）会影响到信号传播过程，地形地貌（丘陵地带、高寒山地等）也会造成严重影响，因此，综合考虑环境因素的影响，尽量选择温湿度适宜的土壤条件，避开高密建筑群和高山地脉，从而保证最佳的传输信号质量。

2.2 地网埋设时信号功率的波动

地网是地波传播的重要载体之一，其受到地面导电性的制约。在日常建设实践中，技术人员也会采取调整地网埋设深度的条件，降低相关技术标准对发射功率的影响，但此时系统工作的稳定性会受到不同程度的削弱。因此，如何合理设计埋设深度，能够实现工作性能与工作稳定间的平衡，这是至关重要的。从经济角度考虑，埋设的浅，施工简单，损耗更低；但是在实践检验中，考虑地面容易受到雨水冲刷、农业作业等影响，因此综合考虑环境因素采取的深埋浅出的铺设方式，即将深度设计在，此时既能够保证地网不易受到环境作业的影响，起到一定程度的保护隔离作用，又能够保证地波损耗在可控范围内，此时能够实现最佳的信号传输效果。

2.3 地网电阻与发射功率的影响

地网的施工作业对于发射功率的影响是直观的、可控的，大量的实践经验可以证明，地网电阻对于提高发射功率起到了积极影响。此外，地网电阻作为地网自身因素中的关键点，是铁塔电流回路的核心部分，会在较大范围影响发射功率，即对信号传输效果起到关键作用。其核心要素在于当地面的导电性短时间内不再发生变化（土壤条件与埋设深度一定时），此时可以降低地网电阻以减少功耗，强化发射天线的辐射效率。在实际工作中，科学的系统维护能够有效将地网电阻维持在一个稳定的水平，对于系统的稳定性起到积极作用。

结束语：基于中波发射天线技术原理和天线系统组成分析，通过不断优化铁塔地网设计的诸多环节，降低环境条件对信号传输的影响，以提高信号传输的实际效率，进而能够提供更优的节目质量。本文重点分析了地网设计对发射功率影响程度，通过优化选址范围、埋设深度以及地网电阻等参数，实现了地网电阻降低电流损耗，为提高发射端输出功率起到了积极影响，并能够适时调整系统运行状态，达到实际工作的稳定与可靠。