淺談中波廣播發射天線的原理及維護

王石川

摘 要：中波發射天線是廣播電視臺中重要的基礎設施，也是其職能發揮的重要保證。中波發射天線作為發射的重要組成部分，其發射的質量是廣播電視臺需要特別關注的。中波廣播的發射主要是依靠電波運行的，白天以地波的形式進行傳播，晚上以地波和天波同時進行傳播。依靠中波廣播發射天線發射中波廣播節目已經在我國得到了廣泛了應用，它是我國無線廣播中覆蓋范圍最大的一種廣播形式。該文是基于對中波廣播發射天線原理了解的基礎上從探討中波廣播發射天線的工作原理入手，對其發射的原理進行探析，并在此基礎上探討其維護的措施，從而確保廣播電視發射臺的正常運行。

關鍵詞：中波廣播 天線發射 原理 維護措施 研究

中圖分類號：TN934 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（a）-0089-02

中波廣播發射技術在我國的無線廣播中占有核心的重要位置，中波廣播促進了我國廣電行業的發展，為我國人民帶來了收聽廣播的便利和樂趣。從專業的角度來看，中波廣播發射技術是以電磁波的形式來傳輸信號的，這種中波的波長是有嚴格的限制的。中波廣播是以地面繞射為主，以電離層反射傳輸為輔的傳播方式進行傳播，這樣的傳播過程使得中波廣播的傳播具備更加穩定的特點。另外，中波廣播還具有不受天氣環境影響的優勢，因而它是我國廣播發射的首選，實踐也證明了其在實際的廣播傳播中能夠發揮不可替代的作用。

1 中波廣播發射天線的內涵

天線是用來發射或接收無線電波的一種專門的裝置，它是將發射機發送而來的高頻電流能量轉變為電磁波的載體，然后傳送到空間。反之也是按照這樣的程序進行的，它是發射或接收電磁波的一種介質。

2 中波廣播發射天線技術的原理

掌握中波廣播發射天線的原理是進行合理有效的設計的前提條件，同樣是對天線進行維護的重要保證，因此相關人員對其發射過程中涉及到的內容都應該充分掌握。

2.1 具體原理分析

根據國內外眾多的關于中波廣播發射天線技術的相關資料和文獻，我們可以得知垂直極化波的轉化和覆蓋是其運行的核心技術所在。在物理原理中，電磁波處于一般電場的情況下都會按照固定的方向進行發射工作，這就是所謂的極化現象。無線電波在發生極化現象的過程中，會產生一種與垂直面平行的極化波，也就是垂直極化波，這也正是中波廣播發射天線的核心技術所在。垂直極化波在運行的時候，其產生的電流方向是垂直于地面的，因而就能夠與中波廣播傳播的電流就會進行匯合工作，因而提高了其傳播的效率。

2.2 不同類型和形式

在了解了中波廣播如何進行傳播工作的特性之后，我們對中波廣播發射天線進行了具體的分類以深入了解其原理。在中波廣播的發射實際應用過程中，中波發射天線可分為以下幾類：單塔天線、頂負荷型單塔天線、并饋式天線、新型式天線。前三種是最常見的被實際用于中波廣播發射天線的類型，而最后一種新型式天線是為了應用于廣播傳播要求更高而研發出來的一種新型天線，它是中波廣播最新技術成果。

2.3 單塔天線

中波廣播發射天線技術的原理是發射垂直極化波，中波發射多以拉線單塔天線的形式發射與地面垂直的極化波。作為其中的一種類型，其實質也就是一種處于底部絕緣并且與地面垂直的振子。單塔式天線的主要構成部分包括絕緣拉繩、鋼桅桿、絕緣底座、地網及放電球等，在這些部件的共同作用下進行電磁波的發射。這是因為：一是中波段的電磁波沿地面傳播時，損耗比較小、傳播距離遠。二是沿地面傳播時，垂直極化波的的損耗低于水平極化波的損耗。單塔式天線是中波發射天線中最為常用的一種發射類型，當受到經濟條件制約的時候，一般中小功率的中波臺大多選用輕型拉線塔，其高度為76m。

2.4 頂負荷型單塔天線

當鐵塔高度小于λ/4時，輸入阻抗的電阻部分變小，天線的輻射效率將因地阻的影響而有所降低。因此可以加裝斜拉線作為頂負荷以增加鐵塔天線的有效高度。斜拉線用銅線或鋼絞線組成，共3根，彼此相隔120度，裝在鐵塔的3個方向拉繩之間，從塔頂一直斜拉到地面，傾角為45度或60度。斜拉線的長度由計算決定，它頂端直接連接鐵塔，終端連接帶金屬帽的棒形絕緣子后，再用蛋形絕緣分段的鋼絞線固定到地錨上去。

2.5 新型式天線

中波廣播發射中常見的天線一般以桅桿類型的為主，它是發射天線中最常見的，但是其存在諸多方面的缺點：塔高占地面積大，需大面積鋪設地網。其會耗費大量的耗費的人力、物力以及財力，另外在技術上也存在難以把握的缺陷。但是隨著天線發射技術的不斷完善，一種集多種優勢于一身的新型中波天線應運而生了，它的出現解決了一般桅桿式在應用上的問題。新型式天線的發射原理是利用頂負荷錐面性的特點，將天線調至最低的高度，對電流進行分流處理，從而促進電流的流通。其占有優勢的地方就在于它能夠使發射天線在最大范圍內發揮它的作用，不僅使得無線傳播的輻射量更加廣闊了，而且能夠對天線設置的空間進行充分的利用，對于山區及沒有條件大面積平坦地面進行地網鋪設的地區尤為適用。

2.6 天線效率的分析

為了保證中波廣播發射天線發射效率和質量的最大化，廣播電臺必須充分地了解不同發射天線的效率，這也是進行合理高效設計天線的重要保證之一。所謂天線效率指的就是天線輻射出去的功率與輸入到無線有功功率之間的比率。通常情況下，天線的效率要低于1。在實際發射過程中，天線效率與地網的質量是息息相關的，為了保證天線的最大效率，就要有良好的地網。下面也有對地網的分析。

2.7 天線高度的分析

天線的高度也是在進行合理設計天線中的一項必須考慮的指標，它的高度決定了中波天線輻射出的場強的大小。由于中波天線輻射出的場強的水平方向呈現圓形的狀態，因此天線的高度最恰當的范圍為0.25～0.5λ之間，在這樣的情況下，才能夠獲得最大的場強，而且能夠有效避免天波的衰落。但是其存在的不足之處就是其高度因素會干擾輻射的效率。目前，我國中波臺所應用的定型塔，其高度為76m。在頻率較低的時候，定型塔高度顯得不夠。這種情況下，采用斜拉線頂負荷的辦法，使鐵塔高度和斜拉線等效高度之和，即天線的有效高度不小于λ/4，是經濟可行的辦法。

2.8 地網的分析

在垂直的單桅桿天線中，其中一個最重要的有機組成部分就是地網。在上文中也提到過，地網的質量與天線工作的效率緊密聯系。地網是為了減少地損耗而敷設的。要想提高天線實際的工作效率，最直接和有效的辦法就是減少在地面上的損耗，而地網就能夠有效地降低地面損耗，這也是地網存在的價值所在。地網的布置需要將地區的地形、氣候及土壤等因素充分考慮進去，因為這些因素對導電率都會產生很大的影響，其導線的數量關系著天線的輻射效率，地網導線的數量能夠提高其效率。

3 對中波廣播發射天線的維護措施

對中波廣播發射天線進行維護是保證其正常發揮作用的重要條件，一旦維護不當或不及時，不僅會影響中波廣播職能的正常發揮，而且會加大人力以及資金的損耗，因此在實際操作過程中，相關工作人員一定要加強重視并且采取有效的維護措施。對于中波廣播發射天線的維護，國家是制定了相關標準的（GY/T178-2001中、短波天饋線運行維護規程），這是對其進行維護的標準和依據。中波廣播發射天線包含多部位的構件的維護，包括地網、底座、拉線等。另外對天線還要進行系統的大修檢查，這些都是維護工作中必不可少的環節。

加強日常的巡視和檢查。日常的巡視和檢查是確保中波廣播發射天線正常運行的重要保證，因此即使是對其進行簡單的日常巡視，工作人員也要予以重視，對于臺內天線、場地大小和數目都要定期定點地進行檢查、維護和保養，并且要制定一定的計劃。另外，日常的巡視和檢查的內容還隨著季節的變換而變化，如春夏交替之時和秋冬交替之際，工作人員還要調接天線的張力，其松緊度要適中，不宜過緊也不宜過松。另外還要定期地給天線的拉線、卸扣、繩圈和夾頭等構件上黃油，以避免造成這些部件受到腐蝕；同時，要對天線的桅桿上的銹進行定期處理以及上防腐漆，一旦發現問題，就要及時進行更換和清潔；天線絕緣子的檢查也應該列入日常的檢查中，如果發現破損就要及時更換，另外對其還要做到對灰塵的日常清潔，這是保證絕緣強度的必要措施。當其絕緣強度降低的時候，工作人員一定要予以重視，找出降低的原因，并且加以解決。

3.1 對電氣的維護

在對中波廣播發射天線進行維護外，還要對電氣進行維護，其維護要求如下。

（1）定期監控天饋線系統的駐波比。工作人員要密切地觀察天線發射控制面板上的反射波指示，并且將觀察結果如實記錄下來，并且與交班時的指示記錄進行對比，如果發現數據存在明顯的差異，就要及時尋找原因，然后對破損的部件進行更換，當然要找到匹配的原件。

（2）注重日常的清理和清潔工作。中波電臺在固定時間內都會進行一次停播檢修，工作人員一定要把握好這次機會對其各個元件進行檢查，其中檢查的范圍包括各個元件之間的連接是否正常，接口是否完好無損，調配室的電容元件及線圈的溫度是否在正常范圍以內，另外還要對室內的威脅物如動物和蟲子進行檢查，以確保其發射天線不會受到干擾。

（3）仔細檢查全部地網線和接地線，這是為了避免脫焊的危險，對地線和放電球下部的焊接質量工作人員要尤為重視，這也是重點檢查的對象。另外，在條件的允許下，每年都要進行一次地網系統電阻的專業測試，并且要將測試結果認真記錄下來，并且進行認真地分析和對比。

（4）對于主饋線是同軸電纜的中波臺，需要定期地對電纜上的絕緣電阻值進行測量。另外，還要時刻觀察電纜的充氣機，以確保其氣密性始終處于規定的氣壓范圍內。

3.2 加強對天線的維護

天線一般都是暴露在室外的，并且要常年經受風吹雨打，時間長了，天線一定會受到不同程度的侵害和腐蝕，然后又導致了塔身的老化和銹蝕，最終有可能會造成塔身的損壞。在這樣的情況下，將會影響信息的傳送，廣播的正常播音將受到嚴重的影響。因此，為了保證廣播的正常運行，就需要從加強天線的維護入手，以延長天線的使用壽命，從而有效地預防意外事故的發生。在雷雨季節的時候，需對天線上的避雷裝置進行認真檢查，發現問題就要及時做出調整；對于接地需要檢查其接地情況是否良好；經常清潔天調室內的衛生。對天線的維護和保養是保證其作用不受影響的重要且有效途徑，另外要加強對塔基絕緣子表面灰塵的情節工作。對固定天線的螺絲帽上的鐵銹也要定期進行清除，并且涂上黃油加以保養。大風季節，注意檢查天線的抗風力情況，一發現問題就要加以解決。

對天線的大修。在對中波天線進行檢查維護之后，還要定期地對其進行大修，這是維護之后的必要舉措，也是對天線破損地方進行修復以確保中波廣播天線正常發射的重要保證。對中波天線進行大修的周期一般是根據各地區氣候條件不同要求不同，氣候干燥無腐蝕地區每8年一次，一般地區5年一次，沿海及腐蝕嚴重地區3年一次。并且大修的時候要進行全面而徹底地檢查。首先是對拉線進行檢查。拉線的拉力是影響天線功能發揮的一大重要因素，因此在實際的檢查過程中，首先要檢查拉線的腐蝕情況，然后還要清潔蛋形以及桶形絕緣子的破損情況。另外，還要對饋線進行檢查，包括爆皮、打火、斷裂等情況，一旦情況十分嚴重的時候就要對其進行更換。同時天線的垂度也是檢查的重點對象，天線的垂度會影響其穩定性，在彎曲過大的情況下，天線就會失去平衡和穩定，如果再遇到有風的情況，就會左右搖擺，這樣十分容易導致天線失去穩定性，十分危險，因此要定期檢查導線的垂度并且進行調整。

對于地錨的檢查也應該納入到工作人員的日常工作內容范圍內，其檢查周期一般是每5～10年進行一次檢查，采用抽樣檢查的方式。抽樣率不得低于總量的10%。在實際檢查過程中，要順著地錨桿挖下去，對地錨桿和地錨拉環之間的連接情況以及腐蝕情況也要進行深入的檢查和處理。

4 結語

總而言之，中波廣播發射天線是發射系統的重要設備，同時也是確保廣播電臺正常運行的核心設備。因此為了保證其正常的發揮功效，對其進行日常的檢查、維護保養以及檢修是十分重要的。維護和維修的結果將直接影響天線發射的質量和效率，而對其進行有效維護是建立在了解廣播天線發射的原理的基礎之上的。因此作為廣播電臺的相關工作人員一定要加強自身對工作的責任感，在了解發射原理的基礎上，加強檢查和維修的技能，無論是在天線的使用過程中，還是在其日常的維護和保養中，都要嚴格按照國家的相關規定執行，這將有利于保證天線的正常工作，保證中波廣播電臺職能的正常發揮，最終將有利于促進廣播事業的發展。

參考文獻

[1] 李興建，吳秀生.中波廣播發射天線的原理與維護措施研究[J].西部廣播電視，2015（10）：226，229.

[2] 徐前峰.分析中波廣播發射天線的原理與維護[J].科技創新導報，2015（16）.

[3] 李興建.中波廣播發射天線的原理與維護[J].西部廣播電視，2015（11）：228-229.

[4] 解蘇漢.DX中波發射機與天饋網絡[M].1西安：陜西出版傳媒集團陜西科學技術出版社，2013.

[5] 廣播電視技術手冊（第七分冊）——天線[M].1版.北京：國防工業出版社，1995.