■ 云南省廣播電視局昆明實驗臺：張庶

相較于其他廣播技術，中波廣播發(fā)射技術具有使用成本較少、操作便捷以及性能優(yōu)良等無可替代的優(yōu)勢，在我國廣播事業(yè)的發(fā)展歷程中發(fā)揮了重大作用。但中波廣播發(fā)射技術的波長有著嚴格限制，且其信號強度也受到諸多外界因素的制約，如抗干擾能力較弱。信號強度直接影響著廣播產(chǎn)品受眾的使用體驗，也因此間接影響著廣播電臺的發(fā)展。為此，在明確中波發(fā)射技術原理的基礎上，探討其穩(wěn)定利用以及維護手段，具有充足的現(xiàn)實意義。

1.中波廣播發(fā)射技術概述

1.1 中波廣播技術的定義

中波廣播指的是載波頻率介于300kHz～3000kHz的無線電廣播，處于國際規(guī)定的中波頻段中，其發(fā)射帶寬為9kHz，我國對于中波廣播的頻率劃定范圍則為525kHz～1606kHz。中波廣播需要通過中波發(fā)射天線完成信號傳播，其具體傳播形式主要有天空波與地面波兩種波段在傳輸過程中同時存在。其中白天主要依靠地面波進程傳播，受各類障礙物影響，電波強度衰減較為嚴重，因此白天地面?zhèn)鞑サ母采w范圍較小，但其傳播較穩(wěn)定，接收效果好。夜間由于高空電離層下降，部分電波可在電離層通過反射傳播，傳播距離較長。

1.2 中波廣播的技術原理

廣播電臺的傳播與接收過程實質(zhì)上是電磁波的收發(fā)過程。電臺發(fā)射機將輸入的信號進行調(diào)制后發(fā)出中波，由天線將其轉(zhuǎn)換為電磁波，再經(jīng)過天空波與地面波的傳輸后，由接收終端設備的天線接收電磁波，并經(jīng)過解調(diào)以及合成處理后轉(zhuǎn)換為原輸入信息并播出。

電磁波在傳播過程中，電場矢量按照一定規(guī)律旋轉(zhuǎn)或以固定形式保存，完成電磁波極化作業(yè)。電磁波的極化類型眾多，其中以地面為坐標底面，極化面與之垂直復合作用產(chǎn)生的極化波為垂直極化波。垂直極化波是中波廣播的主要傳播覆蓋途徑，中波天線也一般按照能夠產(chǎn)生垂直極化波的標準進行設計。

1.3 中波廣播天線主要類型

中波廣播信號的發(fā)射需要由信號發(fā)射器以及發(fā)射天線組成基本的構(gòu)架支撐，發(fā)射中波信號的天線稱為中波廣播天線，根據(jù)搭建結(jié)構(gòu)和發(fā)射原理的不同，中波廣播天線可以分為以下類型：①單塔天線。單塔天線的發(fā)射損耗較小，且能夠做到遠距離高精度傳播。是中波廣播發(fā)射中最常用的天線類型，主要由塔體作為垂直振子，并附設金屬桅桿、放電球以及絕緣底座等。②并饋式天線。并饋式天線同樣由塔體作為垂直振子，其支撐結(jié)構(gòu)直接接地不饋電。此類天線具有與塔體頂端以及底端絕緣子。③斜拉線頂負荷單塔拉線天線。此類天線的大體結(jié)構(gòu)與單塔天線相同，但頂負荷結(jié)構(gòu)不同，通過在傳統(tǒng)單塔天線頂端加裝三根斜拉線，能夠增加一部分天線的有效高度，從而提高天線的效率，加快網(wǎng)絡匹配速度，同時提升廣播在低頻波段的質(zhì)量。

1.4 部分相關重要技術概念

中波廣播技術相關的重要外部技術設備以及專業(yè)術語匯總?cè)缦拢孩俨黄胶馐金伨€（電纜線）。中波發(fā)射天線一般為發(fā)射垂直極化波的單極天線。單極天線具有不平衡特征，因此中波天線所需的饋線也為不平衡式。②阻抗匹配網(wǎng)絡。中波發(fā)射天線一般距離信號源機房較遠，使用較長的饋線進行連接。為了減少天線的反射波，降低波段在饋線上的損耗，將輸入端阻抗與饋線的阻抗在數(shù)值上相匹配，需要在兩者之間接入阻抗匹配網(wǎng)絡。第③地網(wǎng)。地網(wǎng)能夠與中波廣播天線形成輻射電流回路，地網(wǎng)能夠有效降低電流的損耗，從而保證天線效率和天線的實際增益。地網(wǎng)導線的埋設位置不宜過深，否則會影響其效能的發(fā)揮，一般情況下其埋設深度約為30cm。同時也要確保埋設地點的土壤酸堿值、濕度等不會對地網(wǎng)造成其他影響。④中波廣播天線效率。發(fā)射天線的效率從數(shù)值上看是由天線的輻射效率除以其輸出功率的值。詳細公式為N=Pr/（Pi+P1）其中Pr為天線輻射效率Pi為輸出功率，P1為天線振子部分的損耗。若要提高發(fā)射天線的效率就必須合理控制輻射效率的區(qū)間，通過對天線進行合理化設計，使其輻射功率保持在穩(wěn)定區(qū)間。⑤最優(yōu)天線高度。中波廣播的輻射場以及覆蓋區(qū)域在很大程度上發(fā)射天線的高度相關，根據(jù)大量實踐以及論證發(fā)現(xiàn)，在一般情況下，發(fā)射天線的最優(yōu)高度為76m。

2.中波廣播發(fā)射的維護策略分析

2.1 電波發(fā)射環(huán)節(jié)調(diào)整

中波廣播的效率提升，在周邊硬件設施以及位置環(huán)境等因素合格的情況下，還需對中波廣播本身的發(fā)射環(huán)節(jié)進行細致調(diào)整。首先，廣播質(zhì)量與中波廣播的發(fā)射方向具有較高相關度，發(fā)生方向會在很大程度上影響磁化作用的強弱，進而影響中波廣播的信號穩(wěn)定性。因此相關工作人員應當時刻注意中波廣播的發(fā)射方向，設立完善的監(jiān)控調(diào)整制度，保證中波廣播發(fā)射方向與設計標定位置一致。

此外，天線設置的位置是否準確以及其與坐標底面的角度是否滿足垂直要求等因素也會對電磁波發(fā)射能力產(chǎn)生較大影響。因此相關工作人員應配置高精度測量儀，加強日常對設備位置的檢查，確認中波廣播系統(tǒng)處于平行或垂直狀態(tài)，提高其發(fā)射效率。同時在建立廣播系統(tǒng)時，還應規(guī)范化合理化天線種類的選擇，因地制宜選擇天線類型與結(jié)構(gòu)，使中波廣播質(zhì)量保持在最優(yōu)區(qū)間。

2.2 制定完善的維護制度

中波廣播系統(tǒng)的規(guī)劃設計、具體設立以及運營是一項長期性、系統(tǒng)性的工程，涉及的學科領域以及專業(yè)技術設備較為繁多，而其中任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，降低中波廣播的效率和質(zhì)量。為此應當針對其中各流程環(huán)節(jié)進行針對性維護制度設計，在環(huán)節(jié)上含括設備安裝、信號源輸入、信號調(diào)制、信號發(fā)射、信號傳輸過程強度方向監(jiān)測；在設備上含括地網(wǎng)、饋線、天線以及各附屬設備。廣播項目在規(guī)劃期就應引入便于后期維護管理的靈活設計，此過程需要結(jié)合項目的具體實際環(huán)境進行科學分析。在開展日常具體維護作業(yè)時，首先應完善對室外部分技術設備的維護管理，其由于受到外部環(huán)境的影響干擾程度較大，損壞或失靈概率以及嚴重程度均會高于室內(nèi)設備，維護人員應當提高巡視頻率，提升消耗零件的檢查更換力度，并針對具體環(huán)境做好清潔工作。對室內(nèi)設備的維護標準應按具體情況進行細微調(diào)整。此外，應建立高效的實時監(jiān)測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，從而及時發(fā)現(xiàn)中波廣播系統(tǒng)中的細微變化并分析其變化原因，以便對出現(xiàn)問題的元器件或整體技術設備進行維修或更換。

3.中波廣播發(fā)射技術部分具體維護技術要點

3.1 中波發(fā)射天線防雷措施

盡管當前階段我國的中波發(fā)射天線均設置了多重防雷手段，但雷擊依舊對天線的安全以及中波廣播系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)造成嚴重威脅。現(xiàn)階段的中波發(fā)射臺基本已更換為全固態(tài)發(fā)射機，相較于傳統(tǒng)的電子管發(fā)射機其性能更加優(yōu)越，使用年限更長，但同時其承受雷電浪涌電流的能力較差，在雷雨天氣容易出現(xiàn)損壞。為降低雷雨天氣以及雷擊對中波發(fā)射系統(tǒng)的影響，應當從以下方面入手進行改造：①調(diào)整放電球間隙。在行業(yè)規(guī)范標準中，此間隙一般設置為40～80mm，但為達到最優(yōu)防雷效果，應當調(diào)整為滿足發(fā)射機全功率運轉(zhuǎn)的同時不放電即可。②采用氧化鋅避雷器。與傳統(tǒng)避雷器相比，該種避雷器具有無放電間隙的特點，在其正常工作電壓下呈現(xiàn)高阻特征，在受到雷擊時其電阻急劇下降，迅速泄放能量，雷擊結(jié)束后其電阻恢復高阻狀態(tài)，在整個工作過程中不會出現(xiàn)電弧燃燒問題。在雷雨天氣較多、雷擊密集的區(qū)域可優(yōu)先考慮運用。③發(fā)射塔底部泄放線圈改造。泄放線圈在中波發(fā)射系統(tǒng)日常工作時可起到排靜電的作用，也能在遭受雷擊時降低雷電影響，是直接泄放電路。對其進行改造應當加粗線圈直徑，并對其接頭處進行加固處理并做好日常巡檢工作。

3.2 光電隔離維護技術

中波廣播的電磁信號在傳播過程中易受到各類外部因素的干擾，但部分干擾因素可通過技術手段減弱或消除其干擾。在對電磁信號傳輸過程進行維護時，可以引入光電隔離技術，通過布置光電隔離器，將模擬信號分別進行隔離或是將信號傳輸線路更換為屏蔽線或雙絞線，以此降低信號傳輸過程中的信號干擾問題，增強信號傳輸強度。此外，中波廣播系統(tǒng)天線可以安裝在絕緣金屬箱體內(nèi)部，降低原本露天安裝受到的外部電磁輻射干擾。最后，為防止漏電以及靜電干擾，應妥善安裝接地設備，保護硬件的同時降低對電磁信號傳輸?shù)母蓴_。

3.3 電路設備安裝階段優(yōu)化

在中波廣播傳播中，信號傳輸線與電源距離過近會致使其相互之前出現(xiàn)干擾，在設備的日常維護中，為避免出現(xiàn)該情況，可以在架設電源線以及傳輸線時，選擇低通規(guī)格的濾波器，選用帶有屏蔽功能的電源本體設備。此外，另一種常見干擾是寄生電容干擾，其解決方式通常是改善線路板元件以及線路分布，將數(shù)字電路、模擬電路以及功率驅(qū)動等各功能模塊妥善分隔，合理調(diào)整不同元件之前的線路長度。同時按照輸入電路與輸出電路進行大類劃分與具體布設，減少干擾發(fā)生頻率，進而避免寄生電容干擾。

3.4 電氣設備日常維護

中波發(fā)射系統(tǒng)整體是由諸多電氣設備復合組裝形成，因此應當對各電氣設備的日常維護工作進行分析優(yōu)化。電氣設備的檢查作業(yè)可以利用電臺停播時間等不影響正常運營的時間段進行維護檢查。對電氣設備維護應完成的技術要點如下：①動態(tài)監(jiān)測駐波比。相關維護人員在日常作業(yè)過程應當及時觀察記錄反射波數(shù)據(jù)并做好登記，與歷史數(shù)據(jù)進行比對，并按照變化查明原因，對匹配網(wǎng)絡進行微調(diào)并更換出現(xiàn)問題的元器件。②定期檢查中波發(fā)射天線系統(tǒng)中的絕緣體表面，各電氣配件、線圈等是否出現(xiàn)熱量異常，配電室內(nèi)部是否存在誤入的動物等。在調(diào)查配電室之前，應當先將接地夠與饋線入口相連再進行調(diào)查，保證作業(yè)安全。調(diào)配室中的各設備元件的地線應當用專門線路與地網(wǎng)以及饋線地線相連接。③定期檢查地網(wǎng)以及各設備的接地線狀態(tài)，及時對出現(xiàn)斷裂以及焊接不夠牢固的區(qū)域進行修理作業(yè)。并定期使用電阻測試儀對接地電阻數(shù)值進行測量，確保其滿足設計要求以及實際使用時的需求。在現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范下接地電阻與工程驗收時的電阻差值應當小于2Ω。此外，還需要對電纜設備進行定期檢查，保證其氣密性達標，一般需滿足氣壓大于30kPa。

3.5 加強對天線的維護

中波發(fā)射天線在日常運轉(zhuǎn)過程中，受到的外部干擾因素較多，包括氣溫、風力以及動物筑巢等諸多自然因素以及各類人為因素，導致塔體受到不同程度的損壞。為保證廣播的質(zhì)量以及傳播穩(wěn)定性，應當加強日常對天線系統(tǒng)的維護。①在雷雨季節(jié)應當加強避雷設施的運用以及更新改造，引入石墨放電球、氧化鋅避雷器等現(xiàn)代化避雷設備。②對天線的接地情況進行定期檢查，避免靜電以及各類強電磁設備干擾。③對塔體底部的絕緣表面進行定期清潔，清除各類垃圾雜質(zhì)以及灰塵，以防各類因素導致的絕緣效果降低或消失，對天線的安全運轉(zhuǎn)造成威脅。④定期對中波發(fā)射天線系統(tǒng)整體的垂度進行檢查，確保其與坐標底面夾角呈90度，從而使天線始終處于76m的最優(yōu)高度，保證天線的發(fā)射效率處于最優(yōu)區(qū)間。⑤定期對天線松緊度進行調(diào)試，潤滑拉線、線圈以及卸扣。⑥定期檢查外接銅條以及各電氣設備與地網(wǎng)的連接處，查看是否有發(fā)熱現(xiàn)象，以判斷地面損失功率是否在合理范圍。

3.6 重視軟件系統(tǒng)維護工作

中波廣播發(fā)射系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中硬件設施的重要性不言而喻，但軟件系統(tǒng)的暢通使用，能促使信號傳輸穩(wěn)定性、廣播系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率提升。因此在日常做好硬件設施維護的基礎上，應當加強軟件系統(tǒng)的維護工作力度。首先，采用數(shù)字濾波技術優(yōu)化數(shù)據(jù)采集作業(yè)，軟件系統(tǒng)運行中一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差將會導致內(nèi)存占用量突增、系統(tǒng)運行速度變慢等問題，影響廣播系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，采用數(shù)字濾波技術能夠有效提升數(shù)據(jù)精準度。其次引入受損系統(tǒng)自動復位技術，一般采用的軟件為Watchdogs，在廣播系統(tǒng)中進行運用時，該軟件每隔規(guī)定時間，就會對系統(tǒng)進行一次復位，防止各類bug以及數(shù)據(jù)問題出現(xiàn)積累現(xiàn)象最終導致系統(tǒng)崩潰。

4.總結(jié)

中波廣播發(fā)射技術的運用是一項融合多學科多領域的長期性、綜合性工程，在使用過程中會受到諸多要素的制約。為保證中波發(fā)射系統(tǒng)正常功能的發(fā)揮，需要對與其相關的各項技術原理進行細致分析探究，并做好針對性系統(tǒng)的日常維護工作，根據(jù)具體環(huán)境對作業(yè)側(cè)重點進行動態(tài)調(diào)整，使發(fā)射效率始終處于最優(yōu)區(qū)間，促進中波廣播電臺經(jīng)濟效益的高效產(chǎn)出。