中波廣播發射天線的工作原理與維護

高 翔

（山西省新聞出版廣電局呂梁中波轉播臺，山西 呂梁 033000）

0 引 言

中波廣播的發射主要依靠電磁波傳輸，白天以地波形式傳播，晚上以地波和天波同時傳播。電磁波正常工作時即正常傳輸時會形成電磁波極化。簡單來說，就是電場的方向按照一定的規律旋轉。電磁波極化以地面作參考可以分為兩種，垂直地面的叫做垂直極化波，平行地面的叫做水平極化波[1]。中波電磁波沿地面方向傳播，極化方式主要是垂直極化。因此，中波發射天線必須能夠產生垂直極化電波。中波廣播發射技術嚴格要求了波長，主要的傳輸信號是電磁波的形式。通常，中波廣播波長186.7～569.8 m，工作頻率526.5～1 606.5 kHz。中波廣播有獨特的傳播方式，主要是地面繞射，輔助電離層反射傳輸。另外，中波廣播不受天氣環境影響。這些優點促使中波廣播成為我國廣播發射的首選，一直受到業界的青睞，是廣大人民群眾最普及的信息獲取手段[2]。

1 天線的定義

無線電設備中，天線的作用是用來輻射和接收無線電波的。天線為發射機或接收機與傳播無線電波的媒質之間提供所需要的耦合。天線和發射機、接收機一樣，也是無線電設備的重要組成部分。

2 中波廣播天線的工作原理

中波廣播天線的作用是將傳輸線上的導行波和無界媒介中傳播的電磁波進行相互轉換[3]。在發射端，發射機產生的已調高頻振蕩電流經饋電設備輸入發射天線，發射天線將高頻電流或導波轉變為無線電波——自由電磁波向周圍空間輻射；在接收端，無線電波通過接收天線轉變成高頻電流或導波后經饋電設備傳送到接收機。中波廣播天線的主要作用是放大處理傳輸過程中的電波，保證信號能夠在短時間內傳播到較遠的距離，同時保證傳播數據信息的安全準確。傳輸過程中，一定要保證廣播天線能夠有效使用，從而使得傳播的信息能夠真實準確。如果廣播天線沒有進行有效設置，那么將會嚴重影響廣播的接收范圍及質量。

3 中波廣播發射天線的主要類型

3.1 單塔天線

單塔天線技術主要是發射垂直極化波[4]。中波發射的主要方式是通過拉線單塔天線發射垂直極化波。單塔天線就是底部絕緣且與地面垂直的振子。單塔天線主要由絕緣拉繩、鋼桅桿、絕緣底座、地網以及放電球等組成。電磁波的發射需要這些部件共同作用。

3.2 頂負荷型單塔天線

如果鐵塔的高度小于λ/4，那么輸入阻抗的電阻部分會變得較小，同時會因為地阻影響的原因而導致天線的輻射效率偏低[5]。對此的解決方式是增加斜拉線，以增加鐵塔天線的高度，從而解決上述問題。斜拉線一般是銅線和鋼線，并且是3根相隔120°的斜拉線。這3條斜拉線在各自保持45°或者60°的方向上由塔頂拉到地面。通過科學計算可以知道斜拉線的長度，將它的頂端和鐵塔連接后，再把終端和帶金屬帽的棒形絕緣子進行連接，然后把它用鋼絞線將其與地錨固定。

3.3 新形式天線

新形式天線是在傳統天線的研究基礎上進行的改良，是為了更好適應我國社會的要求而新研發的一種天線類型。新形式天線是我國最新的研究成果，和傳統的桅桿類型具有本質區別。它擁有頂負荷錐面性的使用特點，可以有效節省天線架設需要的安裝空間，同時提高了廣播的傳播范圍，加深了應用程度。現代化技術的發展，使得人們更加嚴格地要求廣播天線。傳統的中波廣播天線會占用大面積的網絡鋪設，耗費成本較高。同時，安裝地網時，對于環境的要求比較嚴格。這種種原因在一定程度上限制了廣播應用范圍。而研究新形式天線就是為了適應現代化發展的要求，以有效擺脫傳統天線的各種限制，分階段管理使用電磁波，不斷提高信號傳播效率，擴大傳播范圍，有效節約經濟成本。

4 中波廣播發射天線維護措施

對于中波廣播發射天線的維護，國家制定了可以對其維護的標準，即GY/T178-2001（中、短波天饋線運行管理規程）。中波發射天線的日常維護和檢查非常嚴格，可以分為周檢、月檢和年檢。這一步步的定期檢查是為了對地網、塔桅拉繩、絕緣子等進行維護保養。除了定期維護，還需要進行大規模修理，如桅桿、拉繩、地錨等不容易發生故障的部分。此外，要經常檢查塔桅結構、關注焊縫的開裂情況，螺栓松動要緊固，螺檢腐蝕嚴重的要及時更換。

4.1 中波天線常見故障和處理措施

絕緣子底座開裂現象。引起絕緣子底座開裂的原因有兩個：一是會引起絕緣子偏心受力的底座，如果絕緣子底座不穩，就會使其偏心受力，從而造成底座開裂；二是因為絕緣子的質量和雜質問題使其破裂。如果絕緣子破裂，要及時更換。

鐵塔拉線變松問題。出現這種情況后，需要檢查地錨和花蘭螺絲的螺母。這兩方面出現問題，都會使絕緣子被破壞，從而不能正常工作。如果出現這兩種情況，除修復問題部分，還要重新調整鐵塔垂度和拉線初張力。

拉線不暢、打火不著、放電不穩定的現象。如果出現這三種情況，應該檢查泄放電阻是否有效、放電的間隙是否合適等，然后根據檢查結果直接處理問題部分。

不同絕緣子類型中的桶型絕緣子破裂問題。造成這個問題的原因主要有兩個：一是在對絕緣架組裝過程中出現了不合適問題；二是使用的絕緣子在質量上出現了問題。一般的處理方法是重新組裝絕緣子或者更換絕緣子。

天線運行效率較低。分析原因可能是地網線斷裂，解決措施是檢查地網線。

天線系統較低問題。發射機包括反射功率、入射功率等重要的指標，從而要配備系統較高的天線系統。此外，根據季節的變化還要不定時變動天調室的元件，從而保障系統的正常運行。電動元件可以根據電感進行調試，但之前要將原位子做好記號，以便今后進行對照。

發射鐵塔的問題。發射鐵塔的腐蝕或者由于自然原因造成的破裂，都會影響發射鐵塔的發射效率，所以要經常觀察并及時處理。

拉線式鐵塔，大修周期為3～5年，包括對天線、地網等進行全面檢查，發現問題時要徹底處理。

4.2 對天線的維護

中波發射天線暴露在室外，而自然中不可預測的原因會給天線造成不同程度的傷害甚至損壞天線，嚴重影響天線的正常工作。最有效的解決辦法是定時且經常性的檢查，預防播出事故的發生。同時，要重點檢測天線避雷裝置，使其能夠正常工作，如果出現問題，要及時進行處理，以使天線保持良好的傳輸效果。此外，要調試天線張力的松緊度，使其保證在適中狀態，以提高信號接收的效果。

4.3 日常維護的重要性

要使中波廣播發射天線高效運行，一定要加強日常維護工作，定期保養運行設備，有效減少廣播天線故障的發生，延長中波廣播發射天線的使用壽命。同時，可以組織專業的維護檢修人員指導日常維護工作，確保日常維護工作的專業化，及時排除存在的安全隱患。

5 結 論

中波廣播發射天線是非常重要的設備，因為它涉及的范圍廣、影響大，且與廣播發射和廣播轉播聯系密切。中波廣播發射離不開天線，而中波廣播發射天線在廣電系統中應用普遍。要加強維護與管理，確保節目播出質量。近年來，隨著人們對信息需求的增加，廣播節目播放質量成為人們關注的焦點。因此，中波天線運行維護人員一定要了解發射天線原理，及時把控和處理發射天線出現的突發狀況，確保廣播電視發射臺正常運行，促進我國廣播行業不斷發展。

參考文獻：

[1] 郵電部設備維護局.天線維護手冊[Z].1976.

[2] 國家廣電總局無線局.廣播電視發送與傳輸維護手冊[Z].2001.

[3] 張崇錦.淺議短波發射天饋線系統的維護[J].科技創新導報，2010，（11）：92-93.

[4] 龔 超.分析中波廣播發射天線的原理與維護[J].電子測試，2016，（9）：142-143.

[5] 薛 瑩.淺析中波廣播發射天線的原理與維護[J].數字通信世界，2016，（7）：174，274.