文丨羊勝利 馬景民 李 嬌 盧光輝

新型中波小天線安裝調(diào)試中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

文丨羊勝利 馬景民 李 嬌 盧光輝

為解決傳統(tǒng)中波發(fā)射拉線天線、地網(wǎng)占地面積大，用地緊張的矛盾，河南省2008年試探性的在潢川中波臺(tái)發(fā)射7 47KHz（25KW）農(nóng)村廣播時(shí)，采用陜西廣通電子科技有限公司生產(chǎn)的3 3 m拋物面中波小天線，通過三年來的調(diào)試與不斷改進(jìn)，運(yùn)行良好，與傳統(tǒng)天線相比，具有占地面積小、安裝方便靈活、天調(diào)匹配簡(jiǎn)捷、易于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，為用地緊張的中波發(fā)射臺(tái)（站）提供一種選擇。 本文僅就中波小天線技術(shù)特點(diǎn)、安裝方法、使用中出現(xiàn)的問題及改進(jìn)方法做初步探討。

新型中波天線； 地網(wǎng)建造； 電磁環(huán)境； 天線改進(jìn)

1 技術(shù)特點(diǎn)

1.1 天線全稱

錐面頂負(fù)荷套筒式中波小天線

新型小天線全景照片

1.2 創(chuàng)新點(diǎn)及原理

利用錐面緩變?cè)恚档徒K端反射和諧振頻率，由于椎體比較大，對(duì)地形成了一定的電抗，提升容抗，使天線的諧振點(diǎn)下移，從而有效地降低了天線的高度，斜面是7 m的椎體其有效諧振高度為40m，加之垂直發(fā)射體高度，天線有效高度近似為76 m；采用套筒式大直徑（1 100mm）發(fā)射體，抗風(fēng)能力是傳統(tǒng)天線的兩倍，提高了天線的輸入阻抗，減少天線的阻抗變化率，從而有效的提高了天線的輻射率和頻帶帶寬。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

功率：25KW；載波點(diǎn)：VSWR≤1.03；工作帶寬：△F≥20KHz；匹配阻抗：（50±1）±j0.5Ω(載波時(shí))；增益：≥3DB；極化方式：垂直極化；方向性：水平面內(nèi)全方向；電磁波傳播方式：地波傳播為主、天波為輔。

2 天線的安裝

2.1 基座建造

天線底座采用鋼筋水泥澆灌，基座主體深3.0m（含地上部分），長(zhǎng)和寬都是1.8 m，在澆灌混凝土之前，將16根標(biāo)準(zhǔn)螺桿按天線廠方規(guī)定的尺寸位置擺放好，然后再和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋牢固焊接一起，采用一次澆灌成型，在澆灌水泥時(shí)還要不斷地校正16根螺桿，必須保證螺桿之間的距離分毫不差。圖一為天線基座正面圖。

圖一 為天線基座正面圖

2.2 天線主體安裝

套筒式天線，為若干節(jié)筒式結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)，使用20t吊車，自下而上吊裝，在安裝椎體時(shí)，由于20t吊車在一定高度時(shí)，吊車臂與承重鋼絲之間的角度小，椎體邊沿碰觸吊車臂，無法吊裝椎體?？紤]到吊裝椎體的安全，我們先拆除部分椎體，留下一個(gè)缺口，在吊起椎體時(shí)讓吊車臂對(duì)準(zhǔn)缺口，吊裝一次成功，最后再將椎體缺口安裝完整

2.3 地網(wǎng)的鋪設(shè)

地網(wǎng)線以中波小天線塔基中心為圓心，以半徑為10.0m的內(nèi)射狀向外均勻敷設(shè)72根（每隔5°一根）直徑3 mm的銅線，埋線深度為30.0～50.0cm。地網(wǎng)外環(huán)為雙線圓環(huán)，雙線圓環(huán)與每根地網(wǎng)線的尾端相連，每根地網(wǎng)線的尾端連接一根50.0cm長(zhǎng)的銅條，銅條直徑不低于0.6 cm，垂直插入地下，地網(wǎng)內(nèi)環(huán)是以天線基座為圓心，直徑為3 m的雙線圓環(huán)，內(nèi)環(huán)向中心每9根銅線擰成一束共8束，與鐵塔底部基礎(chǔ)屏蔽銅皮回流條焊接好，每根銅線的內(nèi)外環(huán)接點(diǎn)最好用氧氣加銅焊條焊好，見圖二。

圖二 地網(wǎng)敷設(shè)示意圖

地網(wǎng)敷設(shè)質(zhì)量的好壞，關(guān)系到天線的輻射功率和播出質(zhì)量。因此，鋪設(shè)地網(wǎng)要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，注重每個(gè)細(xì)節(jié)，確保十分可靠。

3 天線的改進(jìn)

按照設(shè)計(jì)要求完成天線主體安裝和地網(wǎng)鋪設(shè)工作后，又建造了天調(diào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)配間和兩個(gè)地井，調(diào)配間和地井的建造方法與傳統(tǒng)天線一樣，（為了確保發(fā)射效果，建議應(yīng)將地阻降到≤0.4Ω）。在完成發(fā)射機(jī)和天線網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)調(diào)試機(jī)時(shí)，出現(xiàn)以下問題：在無載波的情況下，發(fā)射機(jī)功率最大只能開到10kw（農(nóng)村廣播設(shè)計(jì)為25 kw），出現(xiàn)天線零位過大，發(fā)射機(jī)駐波保護(hù)。加上載波時(shí)，功率最大只能開到5 kw。

針對(duì)上述問題，我們從天線外圍電磁環(huán)境、發(fā)射體內(nèi)外饋線、天線拉線等幾個(gè)方面做出改進(jìn)。

3.1 電磁環(huán)境的影響

按照天線的設(shè)計(jì)，對(duì)比其他單位使用小天線的情況分析，影響發(fā)射效果的最大可能是環(huán)境及電磁輻射的影響，我臺(tái)其他兩座中波天線，距離小天線都在100.0m以上，只有一個(gè)76.0m天線距離小天線近，距離不到30.0m，而且是接地天線，現(xiàn)已停止使用，由于距離小天線比較近，分析可能對(duì)小天線的阻抗產(chǎn)生影響，還有可能對(duì)小天線的發(fā)射產(chǎn)生反射和切割，在經(jīng)過慎重考慮并請(qǐng)示上級(jí)部門的同意后，決定拆除76.0m接地天線。天線拆除后，新型中波小天線在747 KHz頻點(diǎn)上的阻抗由原來的5.5Ω提升到9.5Ω，虛部由原來的124.0Ω降到47.0Ω，天線帶寬由原來的9 KHz提升到了13 KHz。重新調(diào)試天線網(wǎng)絡(luò)，開機(jī)試播，在不加載波的情況下，發(fā)射機(jī)功率可升至25 KW，而且可以長(zhǎng)時(shí)間工作，加上音頻信號(hào)，功率最大可升值20KW，由此證明，76.0m接地天線對(duì)小天線的影響是非常大的。通過此事提醒我們，在新天線選址時(shí)，一定要考慮電磁環(huán)境的影響，應(yīng)盡量不要在原有天線附近建造新天線[1]。

3.2 發(fā)射體內(nèi)外饋線的改進(jìn)

按照小天線廠家的設(shè)計(jì)，小天線內(nèi)部饋線和調(diào)配間到天線主體的饋線都是采用直徑4.0cm的不銹鋼管制作，在試播期間，發(fā)現(xiàn)這些饋線發(fā)熱比較明顯，分析后認(rèn)為，可能鋼管導(dǎo)電特性不好，用作高頻大功率饋管，會(huì)產(chǎn)生的較大的損耗，才導(dǎo)致鋼管溫升過高。于是決定用銅管代替不銹鋼鋼管，使用80饋管的內(nèi)芯代替不銹鋼鋼管，將小天線絕緣子以下直到網(wǎng)絡(luò)調(diào)配間的鋼管全部換成80饋管，注意80饋管的屏蔽外銅皮不要接地，否則就改變了整個(gè)天線的阻抗，改造完成后，測(cè)得天線阻抗實(shí)部為11.5Ω虛部20.0Ω，天線帶寬由原來的13 KHz提升到15 KHz，重新調(diào)試天線網(wǎng)絡(luò)，開機(jī)試播，發(fā)射機(jī)功率在載波情況下可以開到25 kw，經(jīng)過幾天的試機(jī)，工作基本穩(wěn)定，只是偶爾出現(xiàn)天線駐波報(bào)警，估計(jì)可能是信號(hào)源沒有加均衡器的緣故。

3.3 拉線的改進(jìn)

為了更好地提升天線的阻抗特性，受傳統(tǒng)天線加頂?shù)膯⑹?，決定對(duì)小天線的拉線進(jìn)行改進(jìn)，原設(shè)計(jì)小天線的拉線和傳統(tǒng)天線一樣，絕緣子自下而上，逐漸增多，考慮到能不能將絕緣子的稠密順序顛倒過來，讓最上面三根拉線的絕緣子下移，拉線上部留有一定的長(zhǎng)度，相應(yīng)增加天線的蝠翼度，通過與廠家工程人員的協(xié)作，按此想法進(jìn)行了改進(jìn)，如圖三，是拉線改進(jìn)前后對(duì)照?qǐng)D，改進(jìn)后，測(cè)試天線阻抗實(shí)部16.0Ω，虛部4.2Ω。驗(yàn)證了預(yù)想效果。

圖三 拉線改進(jìn)示意圖

3.4 防水罩的改進(jìn)

經(jīng)過一段試播，機(jī)器基本穩(wěn)定，后來發(fā)現(xiàn)，在降雨時(shí)，發(fā)射機(jī)頻繁出現(xiàn)駐波保護(hù)，通過對(duì)天線進(jìn)行細(xì)致觀察，沒發(fā)現(xiàn)有打火放電現(xiàn)象，套筒天線整體封閉緊密，只有天線中部絕緣子上有進(jìn)水的可能，為了防止濺水，廠家已經(jīng)設(shè)計(jì)安裝了防水罩，只是防水罩太小，仍有一半絕緣子裸露在外，通過給廠家溝通，廠家重新設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)能夠完全罩著絕緣子的防水罩，更換后，再?zèng)]有出現(xiàn)下雨時(shí)發(fā)射機(jī)駐波保護(hù)的現(xiàn)象。

4 使用效果

通過上述一系列的改進(jìn)，小天線已正常投入使用，載波功率25 kw，綜合指標(biāo)測(cè)試達(dá)到甲級(jí)以上，通過場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試，近中遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)衰減平穩(wěn)，在開闊地帶，100km內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)與桅桿天線、自立天線的場(chǎng)強(qiáng)基本一致，在山區(qū)地帶，小天線的場(chǎng)強(qiáng)略遜于其它天線。與傳統(tǒng)天線相比，小天線的阻抗變化率稍大，受四季環(huán)境溫度影響比較大，但是小天線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、高度低、頻帶寬、抗風(fēng)抗雷擊、便于維護(hù)等特點(diǎn)，在不斷改進(jìn)的基礎(chǔ)上，相信新型中波小天線具有廣闊的市場(chǎng)前景和顯著的社會(huì)效益。

[1] 新型中波小天線的技術(shù)特點(diǎn)及安裝說明. 天線與電波. 陜西廣通電子科技有限公司. 西安科技大學(xué)出版社，23.

（河南省廣電局無線電臺(tái)管理中心，河南鄭州 450003）

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