中波發射天線技術及地網設計對發射機輸出功率的影響分析

威海市榮成轉播臺 姚 克

作為廣播發射的主要形式之一，采取中波模式的信號傳輸模式占據了重要地位，其具有較好的經濟價值和實用價值，其中針對中波發射天線技術以及地網設計對發射機輸出功率的影響，如何實現可靠穩定的信號質量是值得深入研究的問題。本文從建設實際出發，分析了天線技術的原理以及地網設計的關鍵環節，結合大量實踐數據，提出了基于地網設計參數優化的方法，有效提高了對發射機輸出功率的積極影響，具有一定的借鑒意義。

隨著社會經濟的飛速發展，人們對于文化生活品質的要求逐漸提高，這對于中波廣播節目質量的標準也提出了更高的要求，在穩定性和可持續性方面需要做的更好。目前，隨著城鎮化建設的不斷推進，廣播信號的傳播受到了嚴重干擾，對于信號源、傳播媒介以及接收終端均造成了不良影響，導致整個中波天線系統的穩定性和可靠性難以得到保證，破壞了節目的播出效果。基于此，如何從天線技術的角度出發，利用地網設計基本原理研究對發射端信號輸出功率的影響，從而不斷優化系發射天線統各個參數的設置，以便提高整體節目質量。

1 中波發射天線技術與地網設計

對于中波廣播發射天線技術而言，通常采取的是以地波傳播方式進行信號傳輸，其是極化波的一種形式。通常情況下，由于采用垂直極化波的傳輸樣式可以實現更低的信號損耗，因此中波廣播發射天線一般發射的是垂直極化波。

1.1 基本原理

目前，大部分在建的中波臺采取的都是自立式發射鐵塔，其能夠有效支撐發射天線系統，實現遠距離信號覆蓋和廣區域的信號強度，發揮著重要的作用。當考慮到信號傳輸環境和天線技術的影響，如何充分發揮地網設計的高效性，降低環境因素和天線技術對設計的要求，為提高發射效率起到重要支撐作用。

1.2 天線性能與地網設計

（1）天線性能

天線發射增益主要由天線高度決定。考慮到發射天線的實際高度不可能無限的增大，對于后期技術維護難度大、耗費高。因此，通常情況下一般設置天線高度，此時信號的發射增益能夠達到最理想值，即輻射強度高，路徑衰落慢。對于中波廣播信號而言，其工作頻率一般在，自立式發射鐵塔的建設高度選擇在70～80m之間最為合適（低頻中波可以選擇建設更高的鐵塔）。例如,現階段有的省臺在建項目中采取的是混合式布站設計，即多座100m高雙頻共塔和1座70m單頻中波臺，此時可以實現混頻發射，該設計方式更加經濟、更加實際，也為未來的“智能化”數字網絡改造提供了建設基礎和發展方向。

（2）地網設計

當天線性能能夠滿足中波發射的基本要求時，地網設計則成為系統運行的關鍵環節。采用的垂直極化方式的地波傳輸，能夠有效降低信號衰落，延長信號的傳輸距離。但是,結合實際條件,地面損耗仍然嚴重，需要對相關地網的參數進行優化設計，以實現增強信號質量的目的。自立式發射鐵塔的底部設計結構簡單、性能可靠的地網，能夠實現發射天線的完整回路設計。在實際工作中，地網是以直徑、數量之間，采取埋線的形式環繞在鐵塔之下，此時能夠以全向波束的形式向外輻射；其中，最為關鍵的參數為線長L和線量M。L和M的大小直接影響到信號傳輸過程中的功率損耗，如何高效科學設置參數，使得天線系統能夠長期處于低功耗的狀態，這是值得深入研究的問題。考慮到天線高度的最優選擇，結合實際周邊環境和電磁特點，線長時，地網能夠處于較好的工作狀態。當地面的導電性能較弱時，也可以通過適時調整線量的大小來進行優化匹配，即通過優化設計參數以實現中波臺信號輻射的回路建設，明確地網設計能夠對輸出功率的影響程度，即中波發射天線的穩定性能夠達到最優狀態，進而達到最佳的接收質量和播出效果。

2 地網設計對中波發射天線輸出功率的影響

地波傳輸的方式極易受到環境因素的影響，這主要是自然物天然遮擋和大地導電性能不佳造成，此時通過科學的地網設計，將地網回路作為整個發射天線回路的一個組成部分，如圖1所示，此時能夠有效分流部分電流，進而減小地波損耗。此外，對于地網設計中的選址、埋設范圍等對輸出功率的影響，也是值得深入研究的。

圖1 發射天線地網設計對于接收信號質量影響效果圖

2.1 地網選址時環境因素的設置

根據中波臺建設的核心標準，一般是以天線傳輸效率最優作為唯一目標。其中，最關鍵的就是地網所處環境的導電性能，此時線長與線量的大小也會受到極大的影響，因此需要綜合考慮優化，以盡量降低對輸出功率的影響。在實驗中發現，選址環境的土壤水分對導電性有著直觀的影響，一般土壤濕潤度越高，導電性越好，此時信號在傳播過程中的無效損耗降低，對于接收端的信號質量起到了積極效果。此外，人為環境（如高密建筑、電磁干擾等）會影響到信號傳播過程，地形地貌（丘陵地帶、高寒山地等）也會造成嚴重影響，因此，綜合考慮環境因素的影響，盡量選擇溫濕度適宜的土壤條件，避開高密建筑群和高山地脈，從而保證最佳的傳輸信號質量。

2.2 地網埋設時信號功率的波動

地網是地波傳播的重要載體之一，其受到地面導電性的制約。在日常建設實踐中，技術人員也會采取調整地網埋設深度的條件，降低相關技術標準對發射功率的影響，但此時系統工作的穩定性會受到不同程度的削弱。因此，如何合理設計埋設深度，能夠實現工作性能與工作穩定間的平衡，這是至關重要的。從經濟角度考慮，埋設的淺，施工簡單，損耗更低；但是在實踐檢驗中，考慮地面容易受到雨水沖刷、農業作業等影響，因此綜合考慮環境因素采取的深埋淺出的鋪設方式，即將深度設計在，此時既能夠保證地網不易受到環境作業的影響，起到一定程度的保護隔離作用，又能夠保證地波損耗在可控范圍內，此時能夠實現最佳的信號傳輸效果。

2.3 地網電阻與發射功率的影響

地網的施工作業對于發射功率的影響是直觀的、可控的，大量的實踐經驗可以證明，地網電阻對于提高發射功率起到了積極影響。此外，地網電阻作為地網自身因素中的關鍵點，是鐵塔電流回路的核心部分，會在較大范圍影響發射功率，即對信號傳輸效果起到關鍵作用。其核心要素在于當地面的導電性短時間內不再發生變化（土壤條件與埋設深度一定時），此時可以降低地網電阻以減少功耗，強化發射天線的輻射效率。在實際工作中，科學的系統維護能夠有效將地網電阻維持在一個穩定的水平，對于系統的穩定性起到積極作用。

結束語：基于中波發射天線技術原理和天線系統組成分析，通過不斷優化鐵塔地網設計的諸多環節，降低環境條件對信號傳輸的影響，以提高信號傳輸的實際效率，進而能夠提供更優的節目質量。本文重點分析了地網設計對發射功率影響程度，通過優化選址范圍、埋設深度以及地網電阻等參數，實現了地網電阻降低電流損耗，為提高發射端輸出功率起到了積極影響，并能夠適時調整系統運行狀態，達到實際工作的穩定與可靠。