中波廣播發(fā)射天線的原理與維護(hù)研究

摘 要：廣播是具有代表性的傳統(tǒng)媒介，在廣播事業(yè)發(fā)展中，廣播技術(shù)不斷推陳出新，尤其是迎合新媒體帶來的強(qiáng)勢(shì)沖擊，推動(dòng)廣播技術(shù)發(fā)展和完善是必然選擇。中波廣播發(fā)射天線作為廣播的基礎(chǔ)設(shè)施，直接關(guān)乎到廣播信息傳輸質(zhì)量。而在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)下，為了提升廣播的受眾規(guī)模，積極迎接新媒體強(qiáng)勢(shì)崛起帶來的挑戰(zhàn)，加強(qiáng)中波廣播發(fā)射天線維護(hù)和完善是必然選擇。本文就中波廣播發(fā)射天線原理進(jìn)行客觀闡述，尋求合理的維護(hù)方法來推動(dòng)中波廣播發(fā)射天線技術(shù)發(fā)展，為廣播事業(yè)健康持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：中波廣播；發(fā)射天線；廣播信息傳輸

中圖分類號(hào)：TN828.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）02-0053-03

Abstract：Broadcasting is a representative traditional medium. In the development of broadcasting industry，broadcasting technology is constantly bringing forth new ideas，especially catering to the strong impact of new media，and promoting the development and improvement of broadcasting technology is an inevitable choice. The medium wave broadcast transmitting antenna as the infrastructure of broadcasting is directly related to the transmission quality of broadcast information. Under the current rapid social and economic growth，in order to enhance the size of the broadcasting audience and actively meet the challenges of the strong rise of new media，it is necessary to strengthen the maintenance and improvement of the medium wave broadcasting transmitting antenna. This paper objectively expounds the principle of medium-wave broadcasting transmitting antenna，seeks reasonable maintenance methods to promote the development of medium-wave broadcasting transmitting antenna technology，and lays the foundation for the healthy and sustainable development of broadcasting industry.

Keywords：medium wave broadcasting；transmitting antenna；broadcast information transmission

0 引 言

在當(dāng)前媒體融合背景下，廣播行業(yè)想要謀求健康可持續(xù)發(fā)展，就需要推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，充分發(fā)揮中波廣播發(fā)射天線技術(shù)的作用。中波廣播發(fā)射天線在廣播中的應(yīng)用，采用繞射形式傳輸信號(hào)，在地表上繞射，電離層上反射傳輸，憑借獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以有效降低惡劣天氣的不良影響，降低能耗，實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)距離穩(wěn)定、高質(zhì)量傳輸，為受眾提供優(yōu)質(zhì)的廣播服務(wù)。故此，在把握中波廣播發(fā)射天線技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，便于后續(xù)維護(hù)工作的順利開展，推動(dòng)廣播事業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

1 中波廣播發(fā)射天線原理

1.1 運(yùn)行原理

中波廣播發(fā)射天線作為廣播中的基礎(chǔ)設(shè)施，直接關(guān)乎廣播信號(hào)的傳輸質(zhì)量，通過垂直級(jí)化波覆蓋和轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。中波廣播發(fā)射天線為526.51kHz～606.5kHz頻段，波長(zhǎng)569.8m～186.7m。在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互作用下形成交替現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離、高質(zhì)量傳輸。在普通電場(chǎng)化環(huán)境下，電磁波的發(fā)射朝著固定方向延伸拓展，為極化現(xiàn)象[1]。在極化過程中，無線電波會(huì)逐漸形成相互垂直和相互平行的波形，其是中波廣播發(fā)射天線信號(hào)傳輸?shù)闹饕d體。在波形傳輸中，衍生電流始終與地面垂直，電流和垂直極化波交匯疊加，可以大大提升信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸效率和傳輸質(zhì)量。

1.2 天線效率

中波廣播發(fā)射天線設(shè)計(jì)是否合理，是影響發(fā)射系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素，直接關(guān)乎到天線信號(hào)的傳輸效率。這就需要在中波廣播發(fā)射天線的設(shè)計(jì)中，充分掌握中波廣播發(fā)射天線技術(shù)的要點(diǎn)，在中波廣播發(fā)射天線設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)輻射電阻進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，了解天線尺寸形狀和電流波長(zhǎng)等參數(shù)，以便于選擇最佳發(fā)射天線的方式，提升中波廣播發(fā)射天線信號(hào)傳播效率。

1.3 高仰角輻射

為了保證中波廣播發(fā)射天線的穩(wěn)定運(yùn)行，提升信號(hào)的傳輸效率和傳輸質(zhì)量，應(yīng)該在中波廣播發(fā)射天線設(shè)計(jì)中綜合考量高仰角輻射問題。中波廣播發(fā)射天線在運(yùn)行期間，振子高度在0.5以上，可能導(dǎo)致出現(xiàn)副瓣問題。所以，在中波廣播發(fā)射天線設(shè)計(jì)中綜合考量服務(wù)場(chǎng)地和服務(wù)范圍，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，鐵塔高度的確定需要保證發(fā)射頻率波長(zhǎng)1/2，提升中波廣播發(fā)射天線的性能[2]。

1.4 輸入阻抗和輻射電阻

在中波廣播發(fā)射天線設(shè)計(jì)中，輻射電阻和輸入阻抗是兩個(gè)主要衡量指標(biāo)，直接影響到中波廣播發(fā)射天線系統(tǒng)的整體安全運(yùn)行。這就需要在中波廣播發(fā)射天線設(shè)計(jì)中，結(jié)合實(shí)際情況綜合考量設(shè)計(jì)要求，優(yōu)化輸入阻抗和輻射電阻等內(nèi)容，保證輸入阻抗和網(wǎng)絡(luò)契合，中波廣播發(fā)射系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2 中波廣播發(fā)射天線類型

2.1 并饋式天線

此種類型的天線裝置，通常是在塔中區(qū)域設(shè)置，同導(dǎo)線絕緣底座連接在一起形成的中波廣播發(fā)射天線。在具體應(yīng)用中，可以將并饋式天線看作是垂直振子，相較于塔型天線結(jié)構(gòu)存在明顯差異，不適用筒形頂塔，對(duì)于并饋結(jié)構(gòu)和信號(hào)發(fā)射頻率影響較大。但同時(shí)，此種天線具有一定突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有較強(qiáng)的防雷性，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 單塔型天線

中波廣播發(fā)射天線中的一項(xiàng)核心技術(shù)為垂直極化波，進(jìn)而衍生出單塔型的天線，與地面相互垂直的電波。就此種天線類型的本質(zhì)特點(diǎn)來看，以垂直振子為主，安裝在電流分布區(qū)，是中波廣播發(fā)射天線系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。故此，燈塔由多個(gè)垂直振子組成，絕緣性能良好，通過構(gòu)建完善的廣播體系，有助于提升廣播發(fā)射頻率。相較于其他廣播類型而言，此種類型的中波廣播發(fā)射天線信號(hào)發(fā)射隨機(jī)性較強(qiáng)，難以精準(zhǔn)確定輻射方向[3]。所以，單塔型的天線多數(shù)是安裝在塔中區(qū)域，以此來規(guī)避漫反射問題的出現(xiàn)。

2.3 頂負(fù)荷型單塔天線

此種天線由于技術(shù)限制，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用范圍較為狹窄，在900kHz下電流較低，會(huì)影響到天線的發(fā)射頻率。所以應(yīng)該注重天線發(fā)射頻率的研究，跟頂負(fù)荷型單塔天線組成纏繞，設(shè)置在塔頂，可以有效提升天線的發(fā)射頻率，控制在200kHz左右。同時(shí)，還要保證天線和斜拉線形成角度調(diào)整，保證發(fā)射功率[4]。

3 中波廣播發(fā)射天線運(yùn)行中的問題

3.1 中波廣播發(fā)射天線場(chǎng)地被破壞

中波廣播發(fā)射天線在廣播事業(yè)中的應(yīng)用，需要大量資金支持來建設(shè)發(fā)射場(chǎng)地，但是由于客觀因素影響導(dǎo)致中波廣播發(fā)射天線場(chǎng)地經(jīng)常被破壞。究其根本，是由于城市建設(shè)缺乏合理規(guī)劃，在運(yùn)行期間能耗過大，導(dǎo)致天線場(chǎng)地被破壞。結(jié)合中波廣播發(fā)射天線自身技術(shù)特點(diǎn)，更加傾向于發(fā)射站臺(tái)建設(shè)相關(guān)內(nèi)容的研究。減少發(fā)射臺(tái)建設(shè)數(shù)量，除了可以降低建設(shè)資本投入力度以外，還可以降低后續(xù)維護(hù)工作量[5]。與此同時(shí)，減少發(fā)射臺(tái)建設(shè)數(shù)量，檢測(cè)范圍隨之減少，便于后續(xù)的發(fā)射天線場(chǎng)地維護(hù)和管理。

3.2 中波廣播發(fā)射天線匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)不合理

縱觀當(dāng)前我國(guó)廣播事業(yè)中中波廣播發(fā)射天線的應(yīng)用現(xiàn)狀，配套的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)局限性較大，嚴(yán)重影響到中波廣播發(fā)射天線的實(shí)際應(yīng)用效果。加之我國(guó)地域廣闊，不同地區(qū)地質(zhì)條件差異顯著，無法與周邊環(huán)境有效契合，導(dǎo)致中波廣播發(fā)射天線發(fā)射頻率和傳播受到極大影響[6]。同時(shí)，元器件安裝操作不當(dāng)，同樣可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)阻抗偏差問題。對(duì)于出現(xiàn)此類問題的原因進(jìn)行研究和分析可知，多數(shù)是由于安裝人員自身專業(yè)能力不足，未能嚴(yán)格遵循安裝要求進(jìn)行而導(dǎo)致的，天線安裝后期頻頻出現(xiàn)故障，會(huì)極大的增加后期維修工作質(zhì)量。

4 中波廣播發(fā)射天線維護(hù)工作要點(diǎn)

4.1 優(yōu)化和完善中波廣播發(fā)射天線系統(tǒng)

中波廣播發(fā)射天線在運(yùn)行期間，其中構(gòu)成部分較為復(fù)雜，其中主要包括四個(gè)部分，即發(fā)射機(jī)、電源、天饋線和接地部分。中波廣播發(fā)射天線設(shè)計(jì)中，需要深入勘查建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)條件和自然條件，獲取可靠的數(shù)據(jù)信息，為設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┛煽康囊罁?jù)，使其與實(shí)際情況匹配安裝[7]。如果設(shè)計(jì)圖紙不合理，處理前需要進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，結(jié)合數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果來動(dòng)態(tài)修改圖紙內(nèi)容。這樣可以避免后續(xù)安裝期間出現(xiàn)偏差問題，保證中波廣播發(fā)射天線安全穩(wěn)定運(yùn)行，在便于后續(xù)維修工作開展的同時(shí)，降低工作量和維護(hù)成本。

4.2 優(yōu)化中波廣播發(fā)射天線發(fā)射功率

由于中波廣播發(fā)射天線的技術(shù)特點(diǎn)，其可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信號(hào)高質(zhì)量傳輸，為了保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，需要結(jié)合實(shí)際調(diào)整發(fā)射天線發(fā)射功率，即對(duì)電磁波的磁化現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)整和控制。在中波廣播發(fā)射天線建設(shè)期間，如果發(fā)現(xiàn)電磁波傳播方向存在偏差需要及時(shí)校正，保證其處于水平或是垂直狀態(tài)，這樣可以實(shí)現(xiàn)中波廣播發(fā)射天線發(fā)射功率最大化。結(jié)合發(fā)射天線類型來看，包括傘形、T型和L型，不同發(fā)射天線的信號(hào)傳輸性能存在差異，這就需要在實(shí)際建設(shè)中區(qū)別化設(shè)計(jì)中波廣播發(fā)射天線，使用先進(jìn)的電子儀器設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，校正電磁波傳播方向，可以有效提升中波廣播發(fā)射天線發(fā)射功率，保證信號(hào)傳輸質(zhì)量[8]。

4.3 定期維護(hù)天線相同

中波廣播發(fā)射天線在長(zhǎng)期運(yùn)行中，由于長(zhǎng)期暴露在野外環(huán)境，很容易受到外界環(huán)境的侵蝕，導(dǎo)致裝置出現(xiàn)磨損、老化現(xiàn)象，加劇故障問題出現(xiàn)，影響廣播信息傳輸質(zhì)量。故此，為了便于后期維護(hù)工作開展，為廣播信號(hào)傳輸質(zhì)量提供保障，做好天線日常維護(hù)是必然選擇。首先，雷雨季節(jié)需要定期檢查和維修天線避雷裝置，維護(hù)裝置運(yùn)行安全；其次，檢查天線的接地情況，如果接地不良可能導(dǎo)致觸電事故出現(xiàn)，威脅到相關(guān)人員生命財(cái)產(chǎn)安全；最后，定期清理塔基絕緣子表面的灰塵，以此來保證天線發(fā)射功率和信號(hào)穩(wěn)定性。除了上述幾點(diǎn)以外，為了最大程度上降低中波廣播發(fā)射天線故障幾率，確定大修周期，調(diào)整天線垂度，盡可能將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

4.4 加強(qiáng)電力設(shè)備維護(hù)

中波廣播發(fā)射天線系統(tǒng)中涉及到大量的電力設(shè)備，電力設(shè)備是否安全穩(wěn)定運(yùn)行同樣會(huì)影響到系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。這就需要定期維護(hù)電氣系統(tǒng)，借助先進(jìn)儀器設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控電力設(shè)備運(yùn)行情況，反饋天饋線系統(tǒng)駐波比；適當(dāng)提升脫焊檢修頻率，一旦出現(xiàn)此類問題可以及時(shí)組織人員進(jìn)行維修，保證焊接質(zhì)量；做好日常電氣系統(tǒng)的衛(wèi)生清潔工作，避免表面灰塵累積影響到裝置運(yùn)行效率。

5 結(jié) 論

綜上所述，中波廣播發(fā)射天線類型較為多樣，是廣播事業(yè)發(fā)展中的一項(xiàng)重要技術(shù)，相較于傳統(tǒng)技術(shù)而言可實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)距離、高質(zhì)量傳輸。而保證中波廣播發(fā)射天線系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，就需要做好后期維護(hù)工作，通過合理的設(shè)計(jì)和安裝，降低后期維護(hù)工作量和維護(hù)成本，推動(dòng)廣播事業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：樊迪（1991.06-），女，漢族，河南人，助理工程師，本科，研究方向：中短波廣播。