浅谈中波广播发射天线的原理与维护

摘要：我国科学技术的进步，推动了中波广播相关技术的发展，中波发射天线的使用范围以及场景也越来越广，因此使得广播在技术领域也进一步的发展和创新，在其领域起了重要的作用。在抗干扰的性能上中波广播的作用不是很强，中波广播在现实的使用中，经常受到其他信号的干扰，是因为它是以实验的信号为基准，所以不能正常工作，收听的效果也并不是很好。为了使促进广播事业的发展，使无线广播更加的高效化、科学化与专业化。本篇文章将主要针对中波广播发射天线的原理和相关的维护方式上进行了展开的分析，以便更好地提升收听的效果。

关键字：中波广播;发射天线;原理;维护

一、引言

目前在国内，中波广播在各项广播的发射方式之中依然承担着重要的角色，这项技术主要由于中波波长受一定限制，所以采用地面绕射、反射传输的方式进行信号的传输，这就导致了其对于波长有着极为严格的控制，同时此项技术在进行信号的发射过程之中，确保信号的稳定性与抗干扰性[1]。其技术特点也使其在进行传播的过程之中并不受自然环境因素的影响。种种的特点让这项技术在我国的无线广播领域之中占有着重要的地位，在实际的应用之中起到了极大的作用，面对国家大的自然灾害如地震、洪灾，中波广播是最能靠得住稳定的传输信号。

二、中波广播发射天线

（一）中波广播发射天线的原理

中波广播是以地面波绕射传输为主，以电离层发射传输为辅的传播方式，只有当天线的有效高度与工作波长相比拟时，才能有效地辐射电磁波。通常采用直立式垂直天线作为中波发射天线。发射机信号是经过馈线、天调试匹配网络，在经过发射天线和地网把广播信号传输出去，每个环节的各项指标的好坏程度都影响着发射的整体效果。为了提高天线辐射效率，减少大地电流损耗，通常采取给发射天线末端加顶处理，这样就可以大大增加天线对地电容，有效地使电流均匀分布，增大辐射的面积和频率，提高辐射电阻，避免形成过压等现象。

中波发射天线还需要铺设一个高效的地网，地网在中波天线中发挥着辐射电流回路的作用，可以有效提高中波天线效率[2]。中波广播发射天线还需安装防雷装置，保证底部绝缘。

（二）中波广播发射天线馈线

馈线是连接铁塔和发射机必经之路，馈线内外导体的间距地影响着它的特性阻抗，绝缘程度影响着馈线的功率容量。随着全固态发射机的使用，过去的六线式馈线或多线式笼形馈线已经被同轴电缆取代[3]。传输损耗、特性阻抗及频率特性、屏蔽特性、温度特性、最小弯曲半径等是同轴电缆的电气性能和机械性能的主要参数。同轴电缆损相小，传输的数率高，几乎没有辐射具有良好的屏蔽作用。在天线场区建设的过程中，往往把天调室设置在天线与馈线的中间，通过天调试匹配网络达到匹配的作用，使天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗相互匹配[4]。

（三）中波广播发射天线的架设高度

天線的架设高度直接影响着天线的发射效率，一般对于中波直立式天线来说，其有效高度H=0.53入时，辐射效率最高（为发射频率的波长），最低高度H应大于0.25λ才能有效地辐射电磁波。中波发射多以拉线塔形式，发射与地面垂直的极化波。这是因为：一是中波段的电磁波沿地面传播时，损耗比较小，传播距离远;二是沿地面传播时，垂直极化波的损耗低于水平极化波的损耗。 中波天线在其垂直面内的方向性图是随着天线高度而变化的，高度不同，天线上的电流分布也不同。当天线高度为工作频率的λ/4，天线上最大电流位于天线的底部时，天线的实部电阻R较小，地波辐射也较弱。随着天线高度升高，最大电流位置上移，天线底部的电流减少，天线实部电阻R增大，地波辐射加强。当天线高度为λ/2时，最大电流位于天线中部，天线有较强的方向性，也有较大的服务面积[5]。

由此可见，中波发射天线的架设高度，对天线效率以及辐射的功率都有很大的影响，通常中波台大多采用高度为76m天线塔。

（四） 中波广播发射天线的地网设计

在进行实际的中波广播发射天线的实际设计与建设的过程之中，地网的设计和铺设尤为重要，地网在中波天线中发挥着辐射电流回路的作用。通常在垂直单桅杆天线中必不可少，它的工作效率直接影响着天线的辐射效率。地网的铺设以天线塔身地面中心为圆心，采用直径2mm左右、长度为0.5波长的120根铜导线 放射的形式进行均匀铺设，一般铺设深度80CM左右[6]。

如果天线的高度不够高，铁塔底段的电流和电阻都比较大，只有通过增加地网导线铺设数量，还可以克服土壤导电率低、地阻大，不利因素的影响天线实际增效，提高天线辐射效率。

夏季雷电很容易对发射机设备进行损坏，地网可以进行有效对中波广播发射天线保护，降低雷对电发射机设备损坏。构建一个高效的地网，能够有效地提高中波发射天线发射的效率，增加广播节目覆盖率和收听效果。

三、中波广播发射天线的种类

根据目前中波广播天线的基本结构及其架设的模式上仍然存在着不同的技术标准，所以中波广播天线可以分为单塔天线、斜拉线顶负荷型单塔天线、并馈式中波天线和新型式中波天线四种。

（一）单塔天线

在中波发射天线当中比较常见的发射类型就是单塔式的天线，但是受经济条件的影响，通常都是选择轻微拉线塔。

单塔式天线主要由金属绝缘天线拉绳、钢制天线桅杆、绝缘天线底座等部分组成，这些金属天线的各个绝缘部分共同作用起到了作用，可以产生电磁波。中波段的高频电磁波在根据实际需要进行传播的过程中，并没有需要花费太多的时间，其距离实际所能传播到的距离也相对较短。在用中波的传输过程中，损耗的中波垂直的波形也比较小，在中波高频发射的传播天线当中比较常见的一种中波发射天线类型应该是单塔式发射天线， 但是由于经济方面的使用限制，因此通常都会考虑选择轻微拉线塔，高度一般选择为H=76m。

（二）斜拉线顶负荷型单塔天线

天线的辐射效率常常因为地阻的影响而降低，铁塔高度如果小于λ/4时，输入阻抗的电阻将会变小。为了增加铁塔天线的有效高度，通常采用加装斜拉线作为顶负荷。斜拉线一般采用三根钢绞线或者铜线组成，它们之间相隔120度，分别安装在铁塔拉绳三个不同的方向。

拉线的长度根据实际情况而定，一般从塔顶斜拉到地面，它们的倾角一般为45度或60度，拉线的顶端直接固定在铁塔上，终端经过棒形带金属帽的绝缘子后，再一次通过绝缘蛋形分段的钢绞线和地锚固定上[7]。

（三）新型式中波天线

目前中波广播发射天线中，还是通常采用的各种桅杆式中波天线结构，它虽然经过人们长期普遍性的在中波广播发射中使用，但是由于塔高占地面积比较大，土地资源的紧缺，这种天线给使用过程中带来诸多困难。桅杆式中波天线结构还必须按照要求进行得网的铺设。铺设地网又需要占用很大的土地面积，对土壤环境还要求比较高。所以人们急需一种发射功能和技术优势于一体的新型中波发射天线，它的应运而生和應用已经彻底解决了普通民用桅杆式中波天线在实际的应用过程中诸多的问题。其所占有优势之处也就在于它既完全能够做到让所有的发射信号天线都完全能在最大的范围内发挥自身的作用与功能，不仅能够让所有的设备传输辐射应用范围可以变得更广泛，而且还能够针对发射天线所使用的空间和地理位置条件进行合理化地利用，对于那些在偏远山区和道路条件较为严峻的山林区域等特殊地区进行得网的铺设尤其适用[8]。

四、维护中波广播发射天线的措施

（一）寻找具体的原因

面对问题，我们应该找到原因，然后再加以解决。在中波广播发射天线的维护上，应该根据专业的技术指导，找到干扰的问题所在，就能够解决所存在的问题了。通过大量的实践经验，得出这样的结论，除了中波广播发射天线普遍存在干扰源，在运行过程中，经常会受到环境等自然因素的影响，信号发射的输入和输出过程中，可能存在信号比较微弱，平时护理不全面，没有及时进行维护，发生了失真、漏失的情况，因此只要找到干扰源，确定问题的所在解决问题，才能使信号更好的供应。

（二）明确可能存在的干扰源

在中波广播信号进行相应的输出和接收时的过程之中，必然会不可避免地因为各种原因受到外界因素的干扰，这就导致信号容易产生失真及遗漏等问题的出现。因此，相关的技术人员在进行相关的维护过程之中需要清楚对分析信号输入中可能出现的干扰来源进行注意的排查，以确保减少外界因素对中波广播信号的干扰情况的发生。同时也需要做好中波广播发射天线各个部分的硬件维修与相应的保养工作，这样对于彻底解决干扰源的问题起到了至关重要的作用。但是需要注意的是，不同种类的中波广播发射天线，其在进行具体工作时的原理也不尽相同。因此，维护的工作人员需要针对发射天线的相应性质和类型，选择适合维修保养措施，避免因为保养措施选择的失误而造成保养的无效化，目前国内常见的维修保养方法主要有两种方式。

（三）中波广播发射天线的指标测试

天线阻抗的测试是中波广播发射天线维护过程中很重要的环节，通过测试来了解天线阻抗实部和虚部是否满足要求，然后对桅杆的底座和地网运行状态以及其性能等方面都要进行全面的检查，如果是在进行检查的时候发现了问题就需要及时采取有效的措施，确保中波广播发射天线正常使用。

（四）周期性检查

周期性的维修检查就是按照既定的维修计划，对现有天线通信系统设备进行必要的维护保养和日常维修。按照身体检测的主要时间段和间隔的时段长短，周期性的身体检查检测方式主要分为可以大致分为三种：年检、季检、周检和日检。

（五）加强对天线的维护

在狂风雷雨和洪水暴露大雾天气相对而言比较多的夏季，对中波发射天线的各种避雷装置和接地都需要细心地检查，检查的过程中如果发现问题需要立即处理，平时要经常进行定期养护和日常维修[9]。检察和日常监督检查避雷天调装置的日常工作检查内容主要包括：检查避雷装置天线处在接地通电状态工作是否正常、天调装置的环境是否卫生。与此同时，要及时彻底清洗天线绝缘部件表面的一些杂物和内部灰尘，固定好天线设备中的应用螺丝帽，对于已经生锈的部分需要及时地为其涂刷一层润滑油;通过有效的调试整个天线内部张力的张动松紧平衡程度，良好的张力松紧平衡程度才可以使得天线输出信号的实际速率、实际效果和信号质量都得到充分的保障，并且可以直接使得整个天线的正常运行的安全性以及运行的稳定性得到充分保障。

在风力较强的台风季节，需要及时加强检查广播天线的室外防水性和室外抗风性能状态，避免广播天线信号遭受强烈的吹打，而影响到网络广播天线信号的传播和信号质量。

在进行天线的日常大修前，通常需要及时做好拉线的质量检查，影响天线的性能和传送质量信号的影响因素之一就是拉线的耐磨损强度以及可以承受的最大压力，因此我们通常需要及时对拉线的耐磨能力情况等因素做好全面的检查。然后对所需要进行检测的内容就是馈线，馈线可能会存在例如，爆裂破皮、断裂、打火等异常的现象，如果在进行馈线检测的整个过程中，发现这些馈线出现破损的程度相对较大，便需要及时地进行更换新的馈线。

最后我们需要及时检查的一件事情就是观测天线的垂度，当观察到天线的垂度较高时，就很有可能会导致天线丧失其自身原有的稳定性和平衡，当观测天线连续遭受强烈的暴雨、大风和恶劣天气时，天线就会随着风向而不断进行摇摆，容易直接造成观测天线风向断裂，产生极为严重的后果，因此我们需要及时对天线的风向垂度和振动方向情况进行检查。如果在平时发现天线的垂度比较大，应该适当地注意调整一下天线的垂度，这种现象往往会经常性地发生在夏天，因此我们在夏季的维护过程之中应格外注意关心调整天线的垂度。

除了上述对于发射天线的相应检修的内容，同时还需要注意对于地锚的相关检修工作的开展，这同样也是检修的工作人员需要注重的任务之一。但是地锚相较于天线的检修周期并不同，地锚的检修周期一般在五至十年之间不等，具体的周期要看实际检修的情况。

五、结束语

综上所述，在我国的广播发射领域，中波广播的发射技术在目前仍然发挥着重要的作用，在日常的检修工作中，我们要更加认真地进行全方位全线路的检修，不仅仅可以确保广播信号的质量，同时也保证了信号在传输过程之中的安全性以及效率问题。希望本篇文章可以对我国的中波广播发射天线行业的未来发展做出一定的贡献。

作者单位：申连雄     榆林广播转播台

参  考  文  献

[1]赵长龙. 常见中波广播发射天线的构成原理与技术维护[J]. 科技传播，2020，12（02）：79-80.

[2]郭慧杰. 中波广播发射天线构成原理与常见维护技术分析[J]. 信息通信，2020（01）：285-286.

[3]刘辉. 相邻中波广播发射天线射频干扰故障分析与处理[J]. 广播电视信息，2020（03）：81-83.

[4]张耀勇. 中波广播发射天线原理与场区保护策略探究[J]. 数字通信世界，2020（08）：85-86.

[5]沈代承. 中波广播发射天线构成原理及地网对发射机输出功率的影响分析[J]. 数字传媒研究，2020，37（12）：54-56.

[6]樊迪. 中波广播发射天线的原理与维护研究[J]. 现代信息科技，2019，3（02）：53-54+57.

[7]杨洪金. 三种中波广播发射天线覆盖场强的实测与分析[J]. 数字通信世界，2019（01）：164.

[8]周鸿. 浅谈中波广播发射天线系统设施及场地维护方法[J]. 中国设备工程，2019（16）：55-56.

[9]洛嘎卓玛. 常见中波广播发射天线构成原理与技术维护[J]. 科技传播，2019，11（20）：57-58.