張玉文 陳鳳蘭

1.2.內蒙古新聞出版廣電局錫林浩特廣播發(fā)射中心臺 內蒙古 錫林浩特市 026000

前 言

隨著廣播事業(yè)的發(fā)展和廣大聽眾對廣播節(jié)目需求的提高，中波廣播節(jié)目內容和中波天線逐漸增加。因天線場區(qū)面積有限，傳統(tǒng)中波天線（76米拉線塔）占地較大，新建天線多以小天線為主。2016年，內蒙古新聞出版廣電局在全區(qū)中波廣播同步網改造工程中，錫林浩特廣播發(fā)射中心臺所轄的集寧585 臺和正鑲白851 臺，使用48 米錐面頂負荷套筒式中波小天線，單頻單塔或雙頻共塔播出。投入使用后正鑲白851 臺單頻單塔的發(fā)射機工作相對穩(wěn)定。集寧585 臺雙頻共塔的發(fā)射機工作穩(wěn)定性極差，1044KHz 和1458KHz 共塔小天線的阻抗隨氣候經常發(fā)生變化，甚至一天內的早晚溫差都會導致小天線的阻抗大幅度改變，使得兩部發(fā)射機降功率或者無法播出。

1 錐面頂負荷套筒式中波小天線原理

利用錐面緩變原理，降低終端反射和諧振頻率，提高輸入阻抗和輻射電阻，降低阻抗變化率，提升天線帶寬。由于椎體比較大，對地形成了一定的電抗，提升了容抗，使天線的諧振點下移，從而有效地降低了天線的高度。斜面是7 米的椎體其有效諧振高度為40 米左右，加之垂直發(fā)射體高度，天線有效高度近似于76 米。采用套筒式大直徑（1100mm）發(fā)射體，抗風能力是傳統(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。如圖1、圖2所示。

圖1 套筒式中波小天線結構示意圖

圖2 套筒式中波小天線電流方向圖

2 中波小天線的優(yōu)點

地面占地面積小，塔體占地1.5m2，地網占地?。ò霃?5～30 米）。天線高度低、落雷幾率小，配以完美的防雷系統(tǒng)，保護發(fā)射機安全。外形美觀、堅固耐用、壽命長、維護簡單、安全輕便。

3 使用中存在的主要問題

自集寧585 臺共塔的兩部發(fā)射機使用以來，存在以下問題：（1）隨著氣溫的變化天線零位過大，經常會出現降功率現象；（2）10kW 發(fā)射機功率開不足，中午氣溫升高時功率最大只能開到3kW 左右，1kW 最大只能開到0.8kW；（3）有時發(fā)射機駐波保護，甚至封鎖功率開不了機；（4）有燒功放模塊現象。上述現象頻繁出現，嚴重影響安全播出。

4 解決方法

集寧585 臺現有中波8 套節(jié)目是內蒙古中波頻率最多的臺站，電磁波環(huán)境相對復雜，對技術設備的配置提出更高的要求。為從根本上解決問題，錫林浩特廣播發(fā)射中心臺根據585 臺現實情況及技術故障的現象，查找分析問題原因，提出多種科學的解決方案。在此基礎上，協(xié)調組織中波小天線設計施工廠家及發(fā)射機、天調網設計施工廠家，與我臺工程技術人員一道，于2017年5月21日至5月30日對585 臺小天線共塔的兩部發(fā)射機工作不穩(wěn)定問題進行集中解決，在沒有停播的前提下，利用夜間停機時間反復對小天線及天調網、發(fā)射機的技術參數作了有效的調整。

4.1 檢查天線接地電阻

按照設計要求，完成小天線主體安裝和地網鋪設工作后，建造了天調網絡調配室和兩個地井。調配間和地井的建造方法與傳統(tǒng)天線一樣，現場測量接地≤0.4Ω，（儀器型號），符合播出技術要求，進而排除了地井、地網問題。

4.2 檢查電磁環(huán)境的影響

按照小天線的設計原理，對比其他單位使用小天線的情況分析，考慮到影響發(fā)射效果的最大可能是環(huán)境及電磁輻射的影響。在新天線選址時，一定要考慮電磁環(huán)境的影響，應盡量不要在原有天線附近建造新天線。我們逐一關掉臺內使用其他三個中波天線的所有發(fā)射機，觀察到本臺其他頻率對小天線的阻抗沒有產生明顯的影響，進而排除了電磁環(huán)境的因素。

4.3 調整發(fā)射體內放電球間隙

按照小天線廠家的設計，小天線內部有放電球，放電球間隙根據頻率高低確定?？紤]到故障發(fā)射機加調幅度時，會出現封鎖功率的現象，有可能是天線對地短路引起的。經過檢查發(fā)現，因放電球間距不合適，長時間過熱放電球已燒化，燒化的液體凝固后使放電球間隙變得更近（幾乎短路），在加調幅度的瞬間天線接地，造成天線對地短路，封鎖發(fā)射機功率。拆掉放電球用砂紙打磨清理干凈，重新調整了放電球間隙，便能開啟發(fā)射機功率，但還存在不能滿功率播出的問題。

4.4 調整天線帶寬

結合發(fā)射機不能滿功率和經常會出現天線駐波報警的現象，經分析后認為，可能是天線阻抗太小，Q 值過高，帶寬不夠的原因。用網絡分析儀測試當時的天線阻抗為10+J158（1044KHz），70+J600（1458KHz），1458KHz 帶寬 9KHz，遠遠不能滿足要求。為了更好地提升天線的阻抗特性，調整天線內電感線圈后，增大天線阻抗變?yōu)椋?6+J84.8（1044KHz），52+J270（1458KHz），1458KHz 帶寬也由9KHz 增加帶寬到15KHz，滿足技術要求。如圖3所示。

圖3 駐波報警

圖4 天線阻抗未調整時的天調網絡

圖5 天線阻抗調整后的天調網絡

4.5 調整天調網絡

集寧585 臺中波頻率多，給天調網絡的設計增加了很大的難度，原有的天調網絡有不完善的地方，再加上小天線阻抗調整完畢后，天線阻抗發(fā)生了變化，原有的天調網絡必須重新設計調整，才能使發(fā)射機與天饋線系統(tǒng)達到匹配。為此重新設計了天調網絡，天調網絡改進后，兩部發(fā)射機功率能達到滿功率播出。如圖4、圖5所示。

4.6 檢查發(fā)射機

針對10kW 發(fā)射機功放模塊瞬間燒毀的現象，檢查結果是發(fā)射機門限電平值太高，超過發(fā)射機電平理論數值的原因。把門限電平調整在合理的范圍，有效保護了發(fā)射機功放模塊。

5 改造后的使用情況

在采取了一系列的改進措施后，中波小天線能夠正常投入使用，集寧585 臺小天線共塔的兩部發(fā)射機工作不穩(wěn)定的問題基本解決。我臺嚴密監(jiān)測設備運行狀態(tài)，發(fā)射機載波功率能夠達到10kW、1kW，綜合指標測試達到甲級以上。通過場強測試，近中遠場區(qū)場強衰減平穩(wěn)；在開闊地帶，10kW 發(fā)射機100 公里內的場強與傳統(tǒng)大天線場強基本一致；在山區(qū)地帶，小天線的場強略遜于傳統(tǒng)大天線。經過6 個月的運行，經歷各種氣候變化，585 臺小天線共塔的兩部發(fā)射機工作穩(wěn)定，沒有出現停播劣播現象。

結 束 語

中波小天線在帶寬方面不足，在中波高頻段可以實現帶寬為40KHz 以上，并可實現數字化廣播。但在低頻端，會出現不同程度的帶寬窄、輸入阻抗低、輻射電阻小等問題，若低頻段使用小天線會給安全播出帶來一定的影響。與傳統(tǒng)天線比，小天線的阻抗變化率稍大，受四季環(huán)境溫度影響比較大，需及時調整調配網絡。