中波廣播76m發射鐵塔天饋線系統的改造

趙 民

1 天饋線系統改造的原因

以載波頻率分別是540 kHz和873 kHz，在76 m中波發射天線上雙頻共塔為例，說明天饋系統不良給發射機帶來的影響。現在DAM發射機對天饋線系統阻抗匹配要求較高。目前10 kW及以下功率的中波發射機都采用76 m定標天線，天線高度不理想，由于540 kHz工作頻率太低，原有天饋線系統，天調網絡難以良好匹配，造成發射機電聲指標不好、工作不穩定，雷電、云層低等天氣條件變化，引起天線駐波比增大，機器輸出功率下降，嚴重時，機器過荷掉高壓，甚至關機，損壞功放模塊，給安全播出造成了極大的壓力。

2 理想的中波發射天線高度和地網的規范敷設

2.1 理想的天線高度H

中波垂直極化拉線式桅桿鐵塔，為了提高載波輻射電流波峰在天線高度上的位置，以增加良好輻射效果，增大遠處輻射場強、推遠高仰角副瓣形成的衰落區，鐵塔高度的理論數值為載波頻率的0.53λ最佳。

2.2 規范的地網敷設和有效長度

由于受到場地的限制，考慮天線的建設成本，10 kW及以下功率級別的發射機，一般采用76 m高度的定標鐵塔，按照中波天線輻射的傳統理論，天線的高度和地網的長度應該是等長的。考慮到地網在地面下埋設后，高頻信號受土壤、砂石等因素的衰減，地網長度應該是天線高度H/縮短系數0.9。近年來，由于城市建設的擴建，地網遭到破壞的事件屢屢發生，地網長度遭到蠶食。解決的辦法是將地網的末端用導線連接起來，每隔300加地樁，地樁深度以5 m為宜，以增加地網的有效長度。

2.3 f1=540kHz,f2=873kHz兩頻在76m鐵塔上雙頻共塔的實測狀況

2.4 用矢量分析儀測量

一般說來，天線Q值在5以下，對發射機的電聲指標沒有影響。但Q值大于5，會造成DAM發射機音頻失真指標、頻率響應指標變壞，上述540 kHz工作頻率的發射機失真指標、頻率響應都很差，很難入級，且發射機工作不穩定。是由于76 m天線的高度不足，與載波540 kHz要求的天線理論高度值相差很大，又由于工作頻率偏低，天線對540 kHz呈現的電阻R數值過小，工作點處在天線阻抗特性曲線的不利位置所致，導致天線調配網絡很難匹配。曾試用幾種不同的匹配網絡，該頻率上的天線阻抗匹配都很難達到要求，發射機無法穩定工作。

3 對76 m天饋系統的改造

3.1 天線加頂

天線上的高頻電流按正弦波規律分布，加頂的目的是增加天線的有效高度，提高高頻電流波腹在天線上的高度，以增加有效覆蓋半徑。

這次天線加頂的方法如圖1所示，采用3根長20 m直徑8 mm的6芯銅絞線，用U型環分別依次固定在塔頂的三個角上。再用3根長2 m，規格為4×4 cm的角鋼制成一個等腰三角形，并在三個角處打孔加裝絕緣子，將此三角體固定在塔體相應的位置，使三角形角鋼體平面與塔體橫截面成平行狀態，再分別將銅絞線下拉固定懸掛在絕緣子上，使加頂的3根銅絞線在鐵塔頂部形成三棱柱形。加頂后，發射塔的有效高度達到96 m，相當于天線高度增加了20 m。

圖1

3.2 地網改造

為了配合天線加頂，同時為了節約改造費用，每隔45°在原地網末端把地網焊接起來，并加了地樁，地樁埋深度5M并相互連接起來。天線加頂和地網改造后，實測的兩頻率天線阻抗的結果如下。

540 kHz的天線Q值降低為3.9。873 kHz的Q值從0.26變為0.45。兩個載波頻率Q值有了相當大的改善，兩個Q值的逼近給雙頻共塔天線調配網絡的設計帶來了意想不到的好處，使天線調配網絡的制作變得簡單，經過網絡矢量分析儀的仔細分析、計算，反復調整，原來難以完成的天線調配網絡匹配，現在在兩個頻率上都能獲得很好匹配。發射機的電聲指標全部入甲級，兩部發射機工作穩定。

4 結語

這次天饋系統的天線加頂和地網埋設地樁以增加地網有效長度的成功改造，使兩部發射機之間串擾現象消失，發射機能滿功率，滿調幅工作，所有電聲指標都達到甲級。夯實了發射機安全播出的技術基礎，對臺站的不間斷、高質量播出有非凡的意義。