中波發射天線地網對發射結果的影響分析

摘要：城市化進程中，城市原有格局發生變化，原本位于城市邊緣的中波發射機轉移至城市中心，被越來越多的高樓大廈包圍起來，天線地網遭到破壞，中波發射機發射信號時，容易受各種因素干擾，出現信號不穩定的情況。本文以中波發射天線地網特征及應用為切入點，對中波發射天線地網對發射結果的應用進行分析，并提出一些優化措施，以供參考。

關鍵詞：中波發射；天線地網；影響因素；發射結果

中波發射是無線電波主要形式之一，需要依靠中波發射機和天線地網實現，是廣播電視發射系統關鍵組成，具有信號傳輸率高、抗干擾能力強的優勢，在信號發射期間發揮重要作用。中波廣播信息傳播主要方式是地波和天波，其發射效果受天線地網影響，提高天線地網建設質量，能有效減少各種外界因素影響，提高發射系統信號質量。因此，必須加強中波發射天線地網對發射結果的影響分析，掌握發射原因及關鍵影響因素，不斷強化中波發射效果。

一、淺析中波發射天線地網

中波通常指波長在187.27m～564.97 m，載波頻段在 160～531 kHz的電磁波，通過天波或地波實現信號發射與傳播[1]。從其本質看，天波應用不穩定性強，在實際傳播過程中，中波一般在白晝時間段內發射，電離層中的D層介質會吸收天波，使天波中的電磁濃度逐漸減少，直至消失，還會受到各種無法消除的客觀因素影響，傳播效果不佳。在靠近發射臺附近，主要選用地波傳播形式，穩定性更強，但信號強度與傳播距離成反比，傳播距離越近，信號越強，反之則越弱。需要構建穩定中波傳播限號區，緩解信號減弱問題。

現階段，中波發射系統以天線為主要設備，依照實際條件構建天線地網，在發射場地地下鋪設導線，在發射端信號轉換下，將信號轉換為電磁波，通過地波實現大范圍傳播。地網導線的應用，可大幅減少信號損耗，提升傳播效率和質量。中波天線地網由天線鐵塔、銅導線組成，將天線鐵塔作為中心，結合使用銅導線（直徑為Ф2mm～3mm，長度為0.3λ～0.5λ）。為充分發揮導線作用，減少地損，技術人員需要綜合考慮地質條件、地導系數、地形情況、地面狀況，選擇適宜數量導線，并嚴格控制地網埋深，保持在0.3m～0.5m最佳。實踐表明，中波發射臺大多處于城市中心，天線搭建形式使用效果不佳，信號會被高層建筑阻隔，應用地網敷設的形式，采用中心徑向敷設方式，確保信號覆蓋面積廣，繼而提升發射效率和信號穩定性。

二、中波發射天線地網對發射結果的影響分析

（一） 信號輻射面積及效率低下

根據中波發射天線地網運行原理，中波發射可借助地面介質實現信號傳播，涉及范圍廣。但在該天線地網運行過程中，天線（主電場）和地網（副電場）相位不一致，傳播方式也不同，多方因素影響下，輻射總電場受到影響，天線地網穩定性不佳，信號覆蓋面積受到影響[2]。在發射空間電磁波時，地面會產生地電流（位移電流+傳導電流），其電導率成正比。在天線輻射范圍內，地電流會產生輻射，而總電場電磁波在空間中路徑不一，相位差大，進而對天線振幅波動產生影響，導致振幅波動不穩定，信號覆蓋范圍不穩定，部分信號無法有效傳播。

地網建設往往采用垂直天線，該類天線敏感性強，極易出現故障，且維修難度大，經常出現部分區域無法覆蓋的情況，阻斷信號傳播。同時，地網設計和建設質量不良，會導致接地電阻增加，天線輻射能量地面損耗也隨之增大，輻射效果減弱，中波發射效果不佳。因此，在設計地網之前，需要充分考慮天線發射信號輻射效率（η），根據信號輻射效率計算公式確定主要影響因素，即

（1）

式中，Pr——輻射功率；（Pr+PL）——輸入功率；RA——輻射電阻；PL——損耗電阻。由此，可確定天線輻射電阻和地電阻是影響天線輻射效率兩個主要因素，建設期間必須選擇盡可能小的接地電阻，確保接地電阻＜2Ω，以減少地面損耗。

（二）信號傳播效率低下

中波信號發射過程中，受天線地網影響，大量電波能量損耗，導致信號發射距離縮短、輻射范圍縮小。中波發射系統主要設施為天線，整體構造較為特殊，在實際應用中，會二次消耗電波能量，削弱信號傳播質量，剩余電波能量則無法滿足傳播要求，導致傳播率不高，用戶接收到的信息準確性和真實性難以保障。從天線特性層面看，天線的輸入阻抗是一個復數，與天線形狀、地網、季節、工作頻率等相關，當這種特性抗阻與饋線特性一致時，成為阻抗匹配。，饋線特性抗阻為50Ω，天線特性抗阻不一，可通過配網調整，使其與饋線一致，確保輻射電阻、損耗電阻滿足發射機輸出需求，若兩者不匹配，產生電波會由天線系統反射至饋線，并傳輸至發射機，繼而削弱傳輸效率。

（三）信號裝置安全難以保障

在使用天線地網裝置時，為保障中波信號傳輸效率，需要根據實際情況適當調整輻射抗阻、輸入抗阻，這些參數不固定，一旦遇到雷雨天氣，極易受到雷擊，威脅信號裝置安全性[3]。在實際應用中，天線地網的應用采用“先天線地網，后連接地線”的方式，若安裝方式不當，或者地網安裝標準不達標，會間接影響天線接地連接，抗阻匹配容易受天氣影響，增加故障發生概率。特別是雷雨天氣，會增大天線阻抗比變化，電波反射回發射機，導致駐波比過大，發射機頻繁降功率，還會增加裝置雷擊概率，進而損毀發射機和廣播設備。地網質量不佳也會增加發射機駐波和雷擊可能，影響中波發射效果。

三、中波發射天線地網對發射結果影響的優化策略

（一）加強中波天線地網維護

1.天饋線維護

天饋線是中波發射天線地網重要組成，多數廣播電視中心采取周期性維護方式，按照相關標準對天線地網、天線鐵塔、調配網絡、饋線等進行周期性檢查，包括日常巡查、月檢、季檢、年檢等，嚴格各環節監督、管控和預防。針對使用頻次高、故障頻率高的部位，可采取日檢模式，對于使用頻次低、故障率低的部位，采取季檢或年檢方式，確保檢查的全面性、細致性和客觀性[4]。檢查中若發現問題，及時采取整改和維護措施，保障系統運行順暢。例如，地網焊點多、埋設淺，容易受各種因素影響出現斷損，在檢查期間，維護人員還可以使用電纜探位儀監測地網斷損位置，測試電氣特性；做好外觀全面檢查，及時發現和處理破損情況，焊接好接頭，充分保障維修質量。在某中波轉播臺日常維護中，維護人員會定期檢查接地點和放電球，測試接地電阻，確保其符合標準要求；每三年深入檢查和維護一次天線鐵塔，做好拉錨接點和各個連接點緊固和潤滑工作，矯正拉線位置；每周檢查一次饋線和調配網絡，檢查時間為每周停機檢修時段，重視夏季雷雨天氣檢查工作，查看饋線連接點是否穩固、電容電感是否遭受雷擊，嚴格檢查維護工作，保持嚴謹、科學、認真的工作態度，避免因檢查維護不當導致的饋線故障，確保檢查維護可靠性、系統性。

2.電氣維護

電氣維護是中波發射系統良好運行重要基礎工作，必須確保電氣設備運行性能良好，為系統運行提供必要動力支撐。一方面，做好信號發射前電氣設備監控工作，密切關注發射波變化，發現信號不穩定時，記錄相關數據，分析比對同時段信號發射數據，確定故障發生類型、位置及原因，及時開展故障檢修，提出切實可行的解決方案，保障電氣設備性能良好。另一方面，重視電氣設備日常檢修，如定期維護、不定期維護等，盡早發現電氣設備磨損情況，若發現磨損程度達到標準值，及時更換和維修相關設備，保障電氣設備工作性能。做好電氣設備日常清理工作，避免灰塵堆積、污漬滯留，保障電氣設備干凈整潔，工作環境適宜，維護好電氣設備運行環境。另外，還應重視電氣設備維修人員專業培訓，如專業培訓活動、虛擬演練、交流活動等，不斷提升人員工作技能和職業素養，將專業知識內化并轉化為實際行動，不斷提升電氣設備維護精準性和針對性，為電氣設備工作性能充分展現奠定良好基礎。

3.中波發射系統安裝

中波發射天線系統構成復雜，包含發射機、天線、饋線、接地網、電源等多種設備，安裝工序復雜，必須嚴格遵循設計圖紙和安裝規范，確保各組件連接暢通，各司其職，保障后續工作順利開展。安裝中，工作人員需遵循如下程序。首先，全面調查和分析天線系統安裝區域，如氣候、地質條件等，明確系統安裝要點，做好技術安裝防護工作。其次，組織專業技術人員詳細分析設計圖紙，若圖紙與實際條件不符或者不合理之處，及時與設計部門溝通，適當調整設計圖紙，確保設計圖紙準確性、可靠性；嚴格按照設計圖紙作業。最后，做好安裝前技術交底工作，確保人員掌握天線系統安裝原則和規范，減少運行期間系統故障。

4.中波發射系統維修

中波發射系統是一個構造復雜的系統，經過長期運作，相關零部件和設備會出現不同程度的磨損，系統也會出現各種故障。為延長系統使用壽命，工作人員不僅要做好定期檢查維護工作，還要定期開展全面、細致的大修工作，尤其是重大故障時的大修。一般以三年為一個周期，檢查方式多樣，檢查部位全面，檢修內容復雜。通常先進行拉線檢查，包括拉線外形是否完整、是否存在磨損或腐蝕情況，及時更換受損嚴重天線；檢查饋線，確定導線是否裸露、斷裂，若損壞嚴重，及時更換導線，保障中波發射系統穩定性；檢查各個天線的線路運行情況，尤其是天線設施故障頻發和不穩定部位，進行重點、詳細的檢查和維護，如果遭遇暴雨、冰雹、大雪、大風等極端天氣，極有可能引發線路劇烈晃動砸斷饋線，必須認真排查各個線路，排除潛在隱患。

（二）結合實際情況優化技術方案

為降低中波發射天線地網對發射結果的負面影響，就必須從根源入手，結合實際情況優化技術方案，嚴格落實方案各項內容，切實將方案全面施行。在方案設計前，做好現場調研工作，基于現場實際，思考無線接地問題解決方法，進行科學頂層設計。通過增加電流分布腹點，降低信號傳輸自損程度，提高中波傳播天線抗干擾能力[5]。還可以在天線末端采取加頂設計方案，改善天線發射效果。為避免雷擊頻發問題，在設計技術方案時，以發射塔為中心，挖掘和建設地井，還可以在地井施工中加入大量顆粒鹽和木炭，進一步解決天線接地問題，可以很大程度上避免雷擊，保障天線設備安全運行，優化發射效果。例如，某中波發射臺在現場施工階段，在距離發射塔3m的地方建設三個地井，形成一個三角區域，其中，中間地井直徑為3m，每層1m，共有4層，深度達到4m。從天線使用頻率上看，可在局部區域使用小天線，按照一定規律調整天線組合實現橢圓極化，滿足天線使用頻率要求。安裝廣播電視機房時，加強現場安裝管理和監督管理，要求人員嚴格按照安裝程序和規范進行作業，檢查天線安裝質量，并基于實際情況，不斷調整天線方位角，獲取高頻頭焦距，直至滿足安裝標準。多措并舉，多方著力，提升天線發射信號抗干擾能力，提高中波發射效果。

（三）優化中波地網敷設方案

由上文可知，中波地網是天線地網的關鍵內容，與天波信號相比，地網信號傳播更加穩定，受自然條件影響小，但傳輸信號會隨著距離增加而變弱，信號衰減現象較為突出，也是廣播電視媒體亟須解決的問題?；谠撉闆r，廣播電視臺中波發射臺大多建設在城市中心，某城市電視轉播臺為擴大覆蓋范圍，提高傳播任務，增加土地面積，使轉播臺覆蓋全市及周邊區域。與天線相比，其敷設方案也更為復雜，敷設效果直接影響天線地網應用效果，必須嚴格遵循地網埋設方案，按照相關要求，完成地網敷設各項流程和技術要點。具體如下：①加設地井和環形連接。天線地網系統實踐應用中，信號傳輸質量和穩定性不佳是較為突出的問題。對此，設計人員可在天線鐵塔電磁感應區外圍，增設若干地井，提高信號傳輸穩定性，并在地井中埋設改良土、顆粒鹽和木炭等阻降劑，降低累積概率，提升信號發射效率。還可以利用幾個圓環將地網線連接起來，建立完整導電線路。②嚴格遵循地網埋設規范。在地網敷設之前，施工人員做好地質勘察工作，繪制詳細施工圖紙，編制合理施工方案，做好施工選材。例如，塔基部位可使用薄銅皮（80cm×80cm）進行施工，在銅皮上焊接1～2圈回流環條，均勻分布在地網線始端。地網敷設選用直徑較大的硬銅線（Ф2mm～3mm），以鐵塔塔基為中心，向四周呈放射狀敷設，間隔3°劃分一份，共需要120根，用焊接方式處理各個連接點，保障焊接點穩固。同時，嚴格控制地網埋深，天線鐵塔的塔基具有較強電磁場，電磁場覆蓋塔基周圍25cm范圍內，地網線大面積敷設在地表位置，其余部分地網線埋深控制在40cm內，盡可能提高天線輻射效率。若地網敷設期間遇到各種障礙物，可繞開障礙物后再繼續分散敷設。③加強地網敷設質量控制。地網敷設是一項隱蔽性工程，敷設質量難以把控，故障問題難以及時發現，故障排除及維護難度大。在安裝過程中，必須嚴格安裝質量管控，及時發現和處理塔基銅皮破損、斷線、地網脫焊等問題，確保連接點焊接牢固。還要及時做好地網日常檢查，確保外觀無損壞，接地電阻達標，不超過2Ω。如果檢測發現接地電阻超過標準數值，需要統一檢查和處理電網，保障中波發射信號傳播質量。

四、結束語

綜上所述，在廣播電視中波發射天線地網中，發射效果無法達到預期與天線地網質量密切相關，相關人員必須深刻理解中波發射天線地網特點及作用機理，了解其對發射效果產生的影響，包括信號輻射面積及效率低下、信號傳播效率低下、信號裝置安全難以保障。在此基礎上，結合實踐經驗，提出相應優化措施，提高天線地網建設質量，保障中波發射效果。

作者單位：旺堆" " 云南省廣播電視局迪慶中波臺

參" 考" 文" 獻

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[4]魏學安.中波發射天線地網對發射效果的影響[J].中國新通信，2019，21（19）：72.

[5]邵炳翔.天線地網對中波廣播發射效果的影響分析[J].西部廣播電視，2019（24）：243-244.

旺堆（1980.07-），男，藏族，云南香格里拉，本科，廣播電視工程師（專業技術九級），研究方向：中波廣播發射。