中波廣播發射天線的原理分析

唐可

摘 要：中波廣播發射天線是發射體系的關鍵裝置，發射體系能不能進行正常的工作在較大的程度上依賴于發射天線的質量。因此，在現實的工作當中需要加強對中波廣播發射天線原理方面的學習。文章主要闡述了天線效率、高仰角輻射等關于發射天線方面的原理，希望為以后的維護工作提供參考。

關鍵詞：中波廣播 發射天線 原理

一、概述

中波廣播的正常工作頻率在525.6千赫茲到1605.4千赫茲之間。在這個頻率范圍內的無線電波大多數都是憑借地波來進行傳送的，部分無線電波在晚上也會有憑借天波來進行傳送。通過地波來進行傳輸的電波，其衰退率一般情況下都非常的小，并且其場強也非常的高，因此可以創造一個相比較平穩的信息傳輸服務區，而且發射天線的功率大小決定著服務區覆蓋范圍。該廣播不但覆蓋范圍比較廣，而且信號質量非常好。最近幾年，隨著中波廣播技術的不斷發展，因而獲得了較為廣泛的使用，同時也改進了原本品質低、能耗高等問題。通過對中波廣播發射天線原理的掌握，可以更加有效的推動中波廣播技術的發展和提高日常維護工作的效率。

二、中波廣播發射天線原理

中波廣播發射天線大多數都是利用垂直的天線鐵塔，再將饋線、天線與鐵塔的低部進行連接，并且鐵塔的底端是一個絕緣體。在其底端是一個深度大約為7毫米的銅芯圓，這個就是所謂的地網。地網可以有效減少電能的消耗，進而提升天線發射的工作效率。除此之外，饋線、輻射電阻等都是影響中波廣播發射天線的因素。下面將簡單論述中波廣播發射天線的基本原理。

1.天線效率。天線效率是中波廣播發射天線的一項關鍵參數，為了完成合理、科學的設計就需要提升發射天線的工作效率。其定義主要是天線發出的能量與輸入的總能量之間的比值，大多數情況下天線效率是小于1的。在現實的操縱中為了確保天線可以有非常高的工作效率就需要確保其具有高品質的地網結構。同時，在具體的研究工作中發現輻射電阻的作用也是不容小噓的，輻射電阻是指發射天線的輻射功率與反饋電流數值平方的比值。運用輻射電阻這一理念可以使天線效率的計算變得更加簡單。在具體的設計工作中，輻射電阻的大小主要取決于天線的規格、尺寸以及饋電電流波長等。

2.高仰角輻射。在現實的運行過程中，中波廣播發射天線還必須關注仰角輻射的問題。如果天線振子的高度高于0.4m，就會造成副瓣的出現，并且它所具有的能量會隨著高度的上升而增加，這對于高發射天線的波長有著非常重的意義。在實際的反射天線設計過程中，應當將鐵塔的高度控制在天線反射波長的二分之一左右，除此之外還應當考慮到區域的大小以及對輻射范圍的影響。

3.輸入阻抗以及輻射電阻。從中波廣播發射體系的角度來看，輸入阻抗與輻射電阻都是非常關鍵的建設參數，同時對發射天線的設計也產生了很大的影響，也是中波廣播發射天線正常運行的關鍵因素。因此，在中波廣播發射天線的規劃過程中，必須依據中波廣播發射天線的具體構建與運轉需要，并深度分析輸入阻抗及輻射電阻這兩個參數，進而確保輸入阻抗可以與網絡可以協調，從而保障中波廣播發射體系的照常運轉。

4.天線高度。中波廣播的輻射范圍與天線的高度有著非常密切的關聯。多數狀況下，最佳的天線高度為2.5λ左右，這個高度的天線，多部分都可以讓地波獲取最大的電場強度，同時還可以避免天線高度高于5λ時而造成的天線波長衰退。中波廣播的發射臺目前常使用77米高的定型塔或145米高的鐵制塔，其中，77米高的定型塔適合被應用在頻率大于或等于10萬赫茲的頻段。在實際的運行過程中，為了增加天線高度，可以采用負荷天線。在這樣的高度范圍內，可以有效提升天線底部的輸入阻抗，進而高效提升天線效率。而145米高的鐵制塔，則適合被用于中低頻段。

5.饋線。中波廣播的發射天線多數情況是以不對稱饋電的方式存在的。依據中波廣播發射天線的構造情況，饋線必須選取能耗小、傳輸率高，并且還要有優異的屏蔽功能而且還不能有輻射。饋線的形狀對它的特性阻抗也會產生一定的影響，此外，內部導體和外部導體間的距離也會改變它的特性阻抗，這兩者的絕緣度對饋線的功率也具有很大的影響。此外，把控制室設計在饋線和天線之間，進而實現阻抗變換的作用，讓饋線的特性阻抗與天線的輸入阻抗相協調。

6.地網。地網和大地構成了發射天線的電流回路，因此，地網對天線的工作效率有非常大促進作用。天線效率和理論常數間的乘積就是發射天線的具體增益。降低地面能耗可以高效提升天線的現實增益，而地網有著減少地面能耗的效用。中波廣播發射臺的地網是以鐵塔底部為中心，并呈輻射狀向外蔓延的。地網的電線正常的埋深為30公分。但如果是在耕地進行鋪設上，那么線網的埋深應當大于35公分，有時可依據實際地形將深度加大到50到70公分。按理論來說，線網鋪設的越淺，其能耗也就越少。地網一般選擇性能較好的導線，長度在0.45到0.55λ之間，多數情況下80到110根導線（依實際情況而定）。如果是在干旱地區，尤其是沙漠區域，土層本身就有一定的導電性，會加重地面損耗，相應天線的實際增益就會減少，在這種狀況下，可適量增加導線的使用量。

三、結語

發射天線是中波廣播發射體系的重要組成部分，也是決定發射體系運轉品質的關鍵要素。因此掌握中波廣播發射天線的基本原理，對今后各項工作的開展有著非常重要的意義。

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