如何高效做好短波天線的維護

武文越

（國家廣播電視總局 二〇二四臺，黑龍江 佳木斯 154027）

0 引 言

短波發射天線是無線通信系統最為重要的組成部分之一。作為當下遠距離無線通信的重要技術之一，區別于衛星需要中繼站、電纜及光纖通信需要有線傳輸，短波通信不需要中繼站和有線載體。從通信能力和造價等方面來看，短波通信造價低，運行成本低，通信能力強，因此短波通信運用比較普遍。短波天線種類繁多，根據特性不同，使用范圍也不一樣。這給維護工作提出了更高的要求。一旦天線出現故障，發射系統也會隨之停止運行，從而導致通信中斷。因此，做好短波天線的維護工作非常有必要，必須保障天線設備的完好[1,2]。

1 短波天線的傳輸方式

短波天線是工作波段在1～30 MHz的發射或接收天線。根據傳輸路徑的不同，短波傳輸方式主要分為天波和地波兩種。天波通過電離層反射來達到傳輸目的。由于太陽運動會對電離層造成不同程度影響，因此天波方式的傳輸波長跟隨太陽運動的路徑和活躍程度發生相應變化。地波沿地表傳輸，這種傳輸方式會產生一定程度的信號損耗，主要是受電導率和相對介電常數的影響。海水和江水的電導率和相對介電常數比陸地的大，傳輸效率好、損耗小，因此地波在海上航運及海上其他活動的通信運用較為普遍[3]。短波天線傳輸如圖1所示。

圖1 短波天線傳輸

2 短波天線的種類

2.1 外置短波天線

隨著科技的發展，短波天線衍生出很多樣式、形狀及模式，運用較普遍的有同相水平天線、對稱天線、角型天線、倍波天線、V型天線、魚骨形天線以及菱形天線等。和長波天線相比，短波天線具有傳輸效果好、功效高、輻射作用電阻大、方向性優異以及增益良好等優點。長波天線通過地表面傳輸信號，由于長波衰減緩慢，因此從發射臺發出的地波會妨礙傳播途徑上的其他發射臺和接收臺的正常接發信號[4]。

2.2 內置短波天線

內置短波天線經常使用在必須使用內置天線的接收終端，如收音機。收音機的內置天線使用磁性天線，由銅線在磁棒進行緊密繞線而成。磁性天線的制作方法主要有兩種。一種是燒結鐵氧體方法，采用傳統的繞線方式，其優點是增益較高，但是由于臨近電路板噪聲過大，電路板產生的噪聲會被鐵氧體拾取，因此會導致整體降噪比下降，而且成品不抗振、易碎裂。另一種方法采用有機磁性材料，通過繞線制作而成。其優點是磁性天線與頻率沒有關系，因此降噪比較好，與鐵氧體相比，有機磁性材料指標要多出2～3 dB，并且成品質量好，抗振、抗摔[5]。

3 短波天線的維護

3.1 短波天線維護的重要性

天線是無線通信和廣播電視信號發射所需的重要設備。要保持通信暢通、信號接收良好，必須以天線設備的良好運行作為支撐。天線維護工作應該由專業人員實施。天線、饋線、桅桿及拉線組成了十分復雜的龐大系統，要求實施維護的天線工具有過硬專業技術和很強的責任心。維護工作可分為天線系統巡檢和系統測試及調整兩部分。

3.1.1 天線系統巡檢

維護人員應每天對天線系統的重要部位進行巡檢，定期對系統進行全面巡檢和維護。例如，以月、季、半年等作為定期檢查周期，同時做好相應計劃，對各個部位依次進行專項巡檢和維護。如遇特殊天氣和特殊時期（如雷雨、大風及暴雪等天氣和入冬入夏等重要時期），要進行特殊的巡檢和維護工作。如在巡檢中發現問題，維護人員應該及時進行妥善有效的處理。如果不能處理，維護人員應該第一時間上報，并請專業的技術人員來處理[6]。

3.1.2 系統測試及調整

系統測試及調整工作包括根據天線的使用情況和各使用單位規定的檢修周期進行檢修和測試，并提出大修計劃；根據季節變化對塔桅拉線進行調整；根據播出頻率的變化對天線系統進行調試。天線大修由專業施工隊伍進行施工，主要任務包括塔桅結構檢查、塔桅拉線絕緣檢查、短波天線幕檢查以及饋線全面檢查。根據各地方條件不同，這些檢查周期可定為5年或者其他時間[7]。

3.2 短波天線維護工作的類目及重點

短波天線維護工作可分為一般性維護（日常維護）和定期維護（以周、月為周期）。

一般性維護（日常維護）即維護人員每天對天線系統進行一次外觀全方面的巡檢，包括各個節點重要部位有無脫落、變形及銹蝕等現象。具體可采用望遠鏡和無人機等設備進行巡檢。重點在于“日巡和全面”，以保證設備的經常完好。如遇特殊天氣，相關單位應根據具體天氣情況，通過相應地增加巡檢次數、增加人員以增強巡檢力量，加強對天線系統重點部位的排查。

定期維護是根據使用單位的相關規定和規程，制定計劃和檢修周期，按照檢修周期的計劃實施維護。例如，每周一次沿饋線線路進行巡檢，包括饋線、饋線桿及雙門的連接點等。具體維護工作為：檢查是否有螺絲脫落、部件發生形變以及起火痕跡等；針對天線塔桅、天線拉線拉桿、天線幕、反射幕以及下引線等主要部件，查看松緊度是否良好，是否有斷線和裂痕等；對檢查場地偏向開關，檢查其密封性是否良好，有無漏雨或起火痕跡。大型電臺的所有天線部位應在一個月內全部檢查一遍。

根據巡檢周期不同，相應的維護工作內容不同。

以月度為周期的定期維護工作內容有：每月對場地偏向開關進行一次傳動部分和接觸頭的檢查，同時做好接觸頭和絕緣子的清潔工作。

以季度為周期的定期維護工作內容有：每季對塔桅進行檢查，至少一次上塔檢査鐵塔結構和連接螺拴的松緊情況。

以年度為周期的定期維護工作有以下內容。

（1）每年對天線的天線幕、反射幕及天線振子松弛度進行一次調節，同時對塔身的垂直度和天線拉線拉力進行測試和調節。（2）每年對饋線拉線和天線拉線的花蘭螺絲使用黃油做好防腐蝕、防老化工作，保證日后工作螺絲的良好使用。（3）每年對饋線底座基礎進行檢查，并對拉線地錨基礎進行培土鞏固。一般地，地錨應高出自然地面20 cm。也可以將饋線路由基坑等做成硬化的地面，提高維護的質量。（4）每年對饋線的行波系數和絕緣電阻進行一次測試。

特殊時期的定期維護工作內容有：在每年冬夏交替之際，維護人員可以根據《中、短波天饋線運行維護》規程要求和當地氣候，適度對饋線線路和天線下引線的張弛進行調節，這樣可以有效地避免因季節變化帶來的熱脹冷縮，導致饋線松緊不一，破壞平行，造成不良影響。

根據使用單位的情況不同，天線和地域不同等，相關單位應分別制定巡檢、維護的周期和計劃，并保證在周期內完成檢修。維護人員在檢查過程中發現問題應及時處理，一時不能處理的，要及時制定方案，準備材料，組織人力，利用停機時間抓緊處理。對于實在因人手、設備及時間等原因不能處理的故障，維護人員可根據情況請專業大修隊伍協助處理。

每次維護檢修處理結束，要形成詳細的文字記錄，尤其是對故障的處理和技術改造等，要明確時間、地點、天線型號以及故障部位處理方法等。故障處理完畢后，相關人員及時進行分析和總結，并做好存檔。

天線維護人員必須經過培訓和考核，并取得相關的從業資格證書，能夠掌握天線的專業知識和基本的操作技能，熟練掌握天線施工的安全制度和相關的規程，同時能夠在實踐中不斷總結提高專業維護技能。

4 短波天線容易出現問題的部位、原因及處理方法

4.1 天線部分

短波天線的天線部分經常出現的故障有以下幾種。

（1）天線幕起火。有可能是大風造成天線振子或下引線搖晃，造成松動或者斷線，該故障容易出現在天線幕的饋電點上。（2）引下線起火。引下線起火可能是由引下線局部高電位導致。可以通過在起火部位綁扎同等直徑的銅線來降低高電位解決，同時還要對饋線線路進行細致檢查。（3）反射幕起火。反射幕起火原因是發射頻率不匹配或不符合。反射幕是按照固定頻率制作的，而短波天線頻帶較寬，如果設計頻率與使用頻率匹配度較低或者相差較大，反射網容易發生起火甚至斷線。（4）天線幕振子上啞鈴絕緣斷裂。對于這種情況，應該及時檢查天線幕絕緣子是否有污漬，應定期做好清潔或調整尾巴繩拉力。（5）饋線桿傾斜。造成這種情況的原因一般有大風造成的擺動、外力產生的碰撞或雨后饋線基坑塌陷。應及時扶正饋桿，填實基坑并加裝拉線，加強巡視桿路。（6）阻抗失衡。饋線形狀改變或者饋線太松會造成阻抗失衡，應及時調整饋線垂度。

4.2 饋線部分

短波天線的饋線部分經常出現的故障有以下幾種。

（1）饋線起火導致斷線。饋線起火的原因一般有兩個，一是功率過載、容量不夠；二是在海拔較高的地區，饋線的臨界電位梯度變低，電位梯度超過饋線的臨界電位梯度，造成起火。發現起火后，維護人員應做好相應的安全措施，對故障點進行及時處理。在沒有斷線的情況下，應該對故障點進行打磨和拋光，防止造成二次起火；如果發生形變，應該盡可能恢復饋線初始形態，以保證技術指標可靠。在斷線的情況下，應首先對故障點進行打磨、拋光和切除，之后進行接線。接線主要有銅線綁扎法和套管壓接法兩種方法。銅線綁扎法：取適用長度、同等直徑的銅包鋼線，用銅線對銅鋼線兩端與斷線點兩端進行纏繞綁扎對接。套管壓接法：取適用長度、同等直徑的銅包鋼線和對應大小銅套管，將銅包鋼線與斷線依次插入套管內，用手動液壓鉗或者便攜式電動液壓鉗進行壓接。此方法便捷高效，能大大縮減故障處理時間[8]。（2）饋線垂吊裝置起火導致饋線脫落。這種情況可能是由于特殊天氣造成的起火。例如，在霧天或者空氣質量較差、灰塵較多的天氣，垂直吊棒或者吊繩絕緣度降低而發生起火。饋線采用兩路饋電水平運行的方式，如果在巡檢中發現饋線一側的饋電垂吊裝置斷裂，維護人員應及時上報，并且做緊急處理，可將另一側的垂吊裝置打斷，保持兩路饋電線路的水平一致，優先保證信號質量，之后做好相應的安全措施，組織人員對垂吊裝置進行更換[9]。（3）饋線絕緣橫支撐斷裂導致線間起火。在霧霾、雷雨大風天氣情況下，瓷棒表面有污垢可導致絕緣度降低，固定螺絲有毛刺出現，尖端放電，可能造成線間起火。如果在巡檢中發現此問題，維護人員應該及時上報并做好緊急處理，之后做好相應安全措施，及時更換損壞的橫支撐。在特殊天氣情況下，維護人員應加強巡檢，在巡檢中發現瓷棒有污垢應及時處理。對于固定螺栓，可以加裝螺母蓋，不僅可以有效防止尖端放電，還可以防灰、防水及防止腐蝕。（4）落鳥導致饋線起火。在巡檢中發現此問題，維護人員應立即上報，并及時用絕緣桿將鳥身或鳥爪清除，之后做好安全措施，對起火點進行打磨處理。對于此類問題，可以根據實際情況加裝驅鳥器，同時做好日常的巡檢工作[10]。

5 結 論

隨著社會經濟和科技的不斷發展，短波天線系統也在更新換代，短波發射維護工作量越來越多。通過日常維護和定期維護，可以提前做好預防工作，降低事故率。同時，維護人員應不斷總結事故處理過程，積累維護經驗，進而提高維護水平，保證短波天線系統正常運行，為廣播事業發展夯實技術基礎。