木仁

【摘要】中波廣播發(fā)射天線是電視廣播塔的重要組成部分，穩(wěn)定的發(fā)射天線能夠確保廣播信息的有效傳播。隨著現(xiàn)代社會信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們對廣播質(zhì)量提出了更嚴格的要求，為了適應(yīng)社會發(fā)展，需要不斷完善廣播發(fā)射技術(shù)。本文詳細介紹了中波廣播發(fā)射天線原理與維護技術(shù)，對中波發(fā)射常見問題提出了自己的見解和解決辦法，為同行業(yè)者提供參考。

【關(guān)鍵詞】中波廣播發(fā)射天線;工作原理;維護技術(shù)

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.05.013

中波廣播是我國無線廣播的主要類型，其在我國廣播行業(yè)發(fā)展中起到了重要的作用。中波廣播發(fā)射天線技術(shù)是一種利用電磁波傳輸信號實現(xiàn)的廣播技術(shù)，其波長范圍為187～570m，主要是以地面為傳播面，利用垂直電波完成信號傳播，且電波在傳播過程中能夠確保傳輸質(zhì)量。因此即使用戶所處環(huán)境條件差，中波廣播發(fā)射天線也能夠發(fā)揮穩(wěn)定的傳輸效果。

1. 中波廣播發(fā)射天線的原理分析

中波廣播發(fā)射天線是廣播發(fā)射的重要工具，具有較好的抗干擾能力，可以形成穩(wěn)定的覆蓋區(qū)域，根據(jù)發(fā)射頻率不同，可以覆蓋數(shù)十公里到數(shù)百公里不等，在覆蓋范圍內(nèi)的聽眾，都能夠獲得穩(wěn)定、高質(zhì)量的廣播服務(wù)。天線發(fā)射時能夠形成一個電場，在電場影響下，電磁波發(fā)生極化反應(yīng)，從而向一個方向傳播并宣傳。中波廣播發(fā)射天線的信號穩(wěn)定且覆蓋范圍大，加上廣播收聽的價格便宜，是低收入人群獲取信息的重要通道，并且有著穩(wěn)定的基礎(chǔ)用戶。中波廣播發(fā)射天線的核心工作原理就是通過垂直極化波的傳播模式來實現(xiàn)的，通常來說，在電場影響下，電磁波會朝著一個方向發(fā)射與旋轉(zhuǎn)，這也是所謂的極化原理。在極化現(xiàn)象的影響下，無線電波也會受到影響，出現(xiàn)垂直極化波現(xiàn)象，其主要特點是方向與垂直面保持平行，同時垂直極化波會產(chǎn)生相應(yīng)的電流，這樣能夠讓廣播電流與其產(chǎn)生的電流匯聚起來，提高傳播效率。

在中波廣播發(fā)射天線設(shè)計中，為了提高輻射頻率，因此提出了副瓣的設(shè)計，能夠提高振子高度以及輸出能量。但是在鐵塔高度設(shè)計時，考慮到覆蓋范圍與場地大小等因素，還要提高發(fā)射頻率，從而提高服務(wù)范圍。天線效率會影響其工作性能，一般來說該數(shù)值是指輻射功率與無線功率的比值，合理的地網(wǎng)設(shè)計可以提高天線效率。同時電阻輻射可簡化其計算方法，但是實際計算過程中存在較多的影響因素。中波廣播發(fā)射天線設(shè)計過程中需要與網(wǎng)絡(luò)相匹配，優(yōu)化輸入阻抗，從而提高其工作性能。中波廣播發(fā)射天線作為廣播電視臺的基礎(chǔ)設(shè)備，對于廣播信號傳輸有著直接影響，其頻率通常是526～606Hz頻段，可以在電場作用下實現(xiàn)遠距離的信號傳輸。

2. 中波廣播發(fā)射天線的類型

國內(nèi)外對中波廣播發(fā)射天線技術(shù)展開了大量的探究，并且對現(xiàn)存的中波廣播發(fā)射天線進行簡單的分類，主要包括單塔式中波廣播發(fā)射天線、頂負荷式中波廣播發(fā)射天線、并饋式中波廣播發(fā)射天線、新型中波廣播發(fā)射天線，目前主要以單塔式與頂負荷式在實際生活中的應(yīng)用范圍最廣。

2.1 單塔式中波廣播發(fā)射天線

垂直極化波是中波廣播發(fā)射天線核心原理，而單塔式天線就是以這一原理為基礎(chǔ)制作的，能夠產(chǎn)生垂直電波。其在同一水平面中主要是呈現(xiàn)無方向輻射的特點，因此塔身高度有一定的限制，通常來說都是采取高度不超過100m的鐵塔。一般情況下，為了確保廣播輻射強度，并且避免天線高度過高引起電磁波衰弱的問題，我國國家標準規(guī)定中波塔的蓋度在75m左右，如果是低頻鐵塔，高度不超過150m。但是從實際來看，此類天線是垂直振子，通常是利用塔底的電流負荷區(qū)完成工作，因此可以說其本身是一個振子。因此其主要構(gòu)成包括繩拉及底座等部件，相關(guān)構(gòu)件以及地網(wǎng)所在位置，都是其重要工作區(qū)域。此類天線與其他類型天線相比，存在輻射方向與范圍的準確性不高的缺陷，但是如果天線位置能夠與地面保持平行狀態(tài)，能夠確保輻射效果最佳。通常來說，斜拉塔是安裝此類天線最合理的位置。

2.2 頂負荷式中波廣播發(fā)射天線

頂負荷式中波廣播發(fā)射天線通常應(yīng)用于高度不高且發(fā)射頻率低的燈塔中，一般低于900kHz，此類天線存在傳播電流與功率較低的缺陷，因此為了提高傳播效率，通常將多根天線安裝在一起，這樣一來就可以提高傳播頻率。同時在安裝時，需要將天線傾斜，保持一定的傾角，從而確保傳播效率。

2.3 并饋式中波廣播發(fā)射天線

并饋式中波廣播發(fā)射天線的主要結(jié)構(gòu)為鐵塔及導(dǎo)線，是一種一體化的設(shè)備，能夠與絕緣底座組合。其與單塔式中波廣播發(fā)射天線雖然都是垂直振子，但是其最大的區(qū)別在于并饋式中波廣播發(fā)射天線的底部不利用底座絕緣，主要是利用塔身接地的方式，不饋電，因此具有較好的避雷效果，但是適用范圍有限，因此也限制了其推廣使用。地網(wǎng)作為中波廣播發(fā)射天線重要組成部分，其對廣播發(fā)射具有較好的增益效果，主要表現(xiàn)在降低損耗;并且對輻射頻率有著直接影響。

2.4 新型中波廣播發(fā)射天線

為了滿足現(xiàn)代社會對廣播質(zhì)量的高要求，技術(shù)人員在傳統(tǒng)天線技術(shù)的基礎(chǔ)上進行改進與創(chuàng)新，提出了一種新型天線，其與傳統(tǒng)桅桿天線有較大的差異，其主要是利用頂負荷椎的特征，能夠節(jié)省天線安裝控件，同時確保了傳播范圍與傳播質(zhì)量。新型電線的高度較低且能夠提高電阻分量，提高貸款，降低電抗分量，在確保廣播傳播質(zhì)量的基礎(chǔ)上，進一步減弱了感應(yīng)電流，提高輻射強度。桅桿天線作為現(xiàn)代社會中比較常見的廣播天線，其在廣播電視臺中得到了推廣使用。但是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們對于信息傳播質(zhì)量有了更高的要求。同時桅桿天線由于安裝條件比較苛刻，加上成本較高，地網(wǎng)安裝工程復(fù)雜，因此在實際生活中的應(yīng)用也有較大的限制。而新型天線則能夠有效解決這些問題，其本身所占面積小，不受架設(shè)高度以及空間的限制，還可以對電磁波進行高質(zhì)量的傳播，從而提高了廣播傳播效率與質(zhì)量，進一步滿足聽眾們的要求。新型天線的傳播范圍大，因此可以在偏遠地區(qū)推廣使用，不但能夠有效節(jié)約建設(shè)成本，還可以提高廣播傳播質(zhì)量，具有較好的應(yīng)用價值。

3. 中波廣播發(fā)射天線維護技術(shù)

隨著中波廣播發(fā)射天線在我國廣播電視臺中的推廣使用，其技術(shù)也不斷的完善，我國對于中波廣播發(fā)射天線技術(shù)進行了嚴格的規(guī)定，因此相關(guān)部門要做好天線系統(tǒng)的檢修與保養(yǎng)，確保中波廣播發(fā)射天線的運行效率與工作性能。

3.1 優(yōu)化中波廣播發(fā)射天線安裝環(huán)節(jié)

中波廣播發(fā)射天線主要是由發(fā)射機、天饋線、電源以及接地系統(tǒng)組成，在實際建設(shè)過程中，需要根據(jù)當?shù)氐奶鞖馓卣饕约艾F(xiàn)場環(huán)境來設(shè)計。在設(shè)計出相應(yīng)的施工方案之后，還需要根據(jù)實際情況來調(diào)整，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖紙與現(xiàn)場環(huán)境存在誤差的地方，需要對設(shè)計圖紙進行優(yōu)化，從而減小實際偏差，確保未來的維護與檢修工作能夠合理開展，降低后續(xù)維修成本。

3.2 定期檢查

定期檢查通常需要根據(jù)天線的使用年限制定相應(yīng)的計劃，從而有序的保養(yǎng)和檢修。一般來說，天線檢查可以分為年度檢查、季度檢查、月度檢查、周度檢查與日常檢查。通常來說日常檢查是廣播電視臺技術(shù)人員每天的日常工作，檢查和巡視天線系統(tǒng)的運行狀況，并記錄維修檢查結(jié)果，為未來的檢修提供有效支持。周度檢查是定期檢查的一種方式，主要是檢查系統(tǒng)的運行狀況與參數(shù)校正，主要包括地錨桿、饋線桿、接口狀況等，確保天線系統(tǒng)能夠正常運行。月度檢查則是每月檢查系統(tǒng)的運行狀況，做好天線系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)。季度檢查則主要是根據(jù)當?shù)貧夂蛱卣鱽頇z查，這主要是由于中波廣播發(fā)射天線會受到自然天氣的影響，例如在溫度低的時候由于線路結(jié)冰的影響，垂直度會發(fā)生變化，此時需要適當放松天線，避免被拉斷;而在氣溫高的時候需要拉緊線路，從而確保天線系統(tǒng)能夠在不同時節(jié)都能夠正常工作。年度檢查則是對天線系統(tǒng)進行一個細致、全面的檢查，包括各種零部件的損耗情況，及時更換快報廢的零部件，并利用各種無損檢查技術(shù)來檢查天線系統(tǒng)的運行狀況，例如使用經(jīng)緯儀檢查垂直度，若偏差已經(jīng)超過技術(shù)標準，需要及時的調(diào)整并做好相關(guān)記錄;同時還要檢查天線系統(tǒng)的絕緣情況，部件的穩(wěn)固性與金屬構(gòu)件有無腐蝕等，在檢查結(jié)束之后需要對發(fā)現(xiàn)的問題進行及時的處理并做好記錄，為后續(xù)決策提供有效依據(jù)。

技術(shù)人員在檢查過程中需要注意觀察天線的工作情況，在交接班時做好天線工作參數(shù)的對比，如果發(fā)生明顯的差異，一定要尋找原因，并根據(jù)天線系統(tǒng)的實際損耗情況更換零部件。在檢修過程中需要做好各設(shè)備和部件的清潔，檢查元件連接有無異常，電容線圈有無過熱的情況，調(diào)配室做好灰塵清潔。在進入調(diào)配室之前，需要讓機房停機，做好調(diào)配工作后再開機。在維護過程中，需要檢查天線垂度，預(yù)防失衡的情況，不然會影響傳輸質(zhì)量，尤其是臺風天氣，要監(jiān)控天線搖擺幅度，避免運行事故出現(xiàn)，確保天線系統(tǒng)的安全。定期檢查天線垂度，及時調(diào)整不合格天線，認真檢查絕緣情況，及時更換絕緣損壞部件，同時還要做好絕緣的清潔狀況，確保其絕緣性能。

3.3 天線的檢修

中波廣播發(fā)射天線不同部位需要采取不同的保養(yǎng)技術(shù)，例如外裝部件通常需要使用噴漆來隔絕空氣，避免材料腐蝕。還有一些微小部件也要做好檢修，例如螺栓容易銹蝕，需要及時將銹蝕的螺栓替換下來，從而確保固定效果。除了有效的養(yǎng)護以及定期檢查措施之外，還需要做好檢修工作，通常來說每2年就要進行一次大型的檢修工作。在實際工作中，需要對中波廣播發(fā)射天線進行全面檢修工作，例如在饋線檢修時，需要檢查導(dǎo)線有無斷裂、絕緣破損、著火等情況，若有問題需要及時處理，情況嚴重的部件則要及時更換。同時間隔3～5年還要對地錨進行抽樣檢查，可以順著地錨桿向下挖，檢查地錨桿的銹蝕情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并盡快處理，確保中波廣播發(fā)射天線能夠正常運行。在維修過程中需要嚴格按照國家相關(guān)規(guī)定，對塔架、桅桿等結(jié)構(gòu)進行防腐處理，在拉繩設(shè)計時，需要設(shè)定初始參數(shù)，重點檢測天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化，若發(fā)現(xiàn)開裂焊縫，需要及時處理，確保塔架結(jié)構(gòu)的安全性，如果發(fā)現(xiàn)拉繩出現(xiàn)銹蝕或斷絲的情況，需要及時更換拉繩。

3.4 優(yōu)化地網(wǎng)設(shè)計

地網(wǎng)通常以塔底中心作為核心，以放射狀的方式安裝，通常使用銅導(dǎo)線，但是在部分干旱地區(qū)，由于地損大，其增益效果有所下降，因此需要根據(jù)土壤的電阻特征，合理設(shè)計電網(wǎng)安裝方案，確保輻射強度。中波廣播發(fā)射天線可以通過輻射的方式發(fā)散，電流分布則會受到天線高度以及地網(wǎng)范圍的影響。從實踐結(jié)果來看，如果增高天線高度，地面電流和電阻可降低，但是成本會增加，但是降低高度，則會導(dǎo)致電流、電阻增大，影響廣播傳播質(zhì)量。因此要想提高中波廣播發(fā)射天線的工作質(zhì)量，需要合理設(shè)計地網(wǎng)，提高其工作效率。在天線高度選擇時，需要根據(jù)地網(wǎng)損耗來劑量。此外，需要對所有的接地線以及饋線進行詳細檢查，確保其工作狀態(tài)良好，無脫焊的情況，尤其是放電球的工作狀況。必要時還要測量地網(wǎng)電阻，做好數(shù)據(jù)測試與記錄。

3.5 電氣設(shè)備維修

在中波廣播發(fā)射天線電氣設(shè)備維修中，首先需要檢查控制面板的相關(guān)信息，及時處理系統(tǒng)反饋的各種信息，加強系統(tǒng)的自動化建設(shè)，做好系統(tǒng)的維護與管理工作。在電氣設(shè)備檢修期間，需要對設(shè)備的參數(shù)進行檢查與矯正，對出現(xiàn)問題的部件進行檢修。例如使用電阻儀測試底座絕緣性能，采集相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，尋找可能存在的問題，并及時解決。中波廣播發(fā)射天線實際運行中存在較多的干擾因素，容易發(fā)生信號丟失以及失幀的情況，因此需要分析可能存在的危險因素，并及時進行問題排查，減少外界因素對廣播傳輸信號的干擾。不同類型的天線需要采取不同的檢修方法，比較常用的方法包括：①硬件屏蔽技術(shù)：此類技術(shù)主要是探查天線工作環(huán)境中有無電磁輻射的干擾，其主要是將天線安裝在金屬箱內(nèi)，然后進行接地測試，從而減少電磁輻射對廣播信號的干擾，這種方法適用于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜的中波廣播發(fā)射天線。②光電隔離維護技術(shù)：該技術(shù)主要是利用光電隔離器來減少信號干擾，能夠隔離信號輸入輸出，通常是采取屏蔽線的方式，可減少對廣播信號的干擾。

電氣設(shè)備故障會影響天線系統(tǒng)的運行，例如地網(wǎng)故障，會影響天線運作，若地線脫焊，也可能引起漏電事故。因此在維護過程中需要定期檢查地線的電阻情況，及時發(fā)現(xiàn)異常，觀察充氣機運行狀況，檢查密封情況，對漏氣的部位進行更換，確保氣壓值。記錄控制面板的相關(guān)數(shù)據(jù)，做好天線單元板、分饋電纜等部件，如果出現(xiàn)比差值變化，需要考慮接頭出現(xiàn)接觸不良的情況，若出現(xiàn)功率全反射，需要考慮組件是否出現(xiàn)開路的情況，或者是內(nèi)部損壞;如果出現(xiàn)高頻短路，考慮是否出現(xiàn)放電現(xiàn)象;如果出現(xiàn)覆蓋范圍縮小的問題，需要考慮是否是電纜線損過大、分饋線連接錯誤或者是分饋電纜過長等問題，需要立即更換已經(jīng)損壞的部件。此外，還要做好設(shè)備的清潔，檢查接口狀況，預(yù)防短路等事故的發(fā)生?？傊?，需要做好天線系統(tǒng)各部分的檢查，避免運行故障發(fā)生。

中波廣播發(fā)射天線對現(xiàn)代廣播電視臺來說有著重要作用，為了推動廣播行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，需要了解中波廣播發(fā)射天線的工作原理，并做好相應(yīng)的維護措施，減少各種故障和問題，充分發(fā)揮其在廣播行業(yè)中的作用，提高廣播傳輸質(zhì)量。

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