中波廣播發(fā)射天線地網(wǎng)及匹配網(wǎng)絡(luò)探析

隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴張，高層建筑物密度增加，多數(shù)中波發(fā)射臺的地理位置已深入到城市當中，不再處于城市邊緣，由于城內(nèi)高層建筑的連續(xù)遮擋，影響了天線輻射場型，加上中波天線自身因城市建設(shè)帶來的地網(wǎng)破壞，在同等級功率輸入的情況下，輻射效能會大幅下降。中波發(fā)射天線最大輻射區(qū)域主要受傳播路徑、地導(dǎo)系數(shù)、天線結(jié)構(gòu)、地網(wǎng)敷設(shè)、網(wǎng)絡(luò)匹配的影響。因此，理解清楚中波發(fā)射天線地網(wǎng)和匹配網(wǎng)絡(luò)的作用，并正確安裝維護具有十分重要的意義。

一、中波廣播發(fā)射天線的構(gòu)成原理

中波廣播發(fā)射的天線多以地波方式進行傳播，從中波廣播發(fā)射天線開始，電磁波傳輸至固定目標的過程，為線極化波。此傳輸過程，如電場的強度方向與地面垂直，那么，就是垂直極化波。由于中波廣播發(fā)射天線的垂直極化波電場強度垂直于地面，因而，能夠以很小的損失進行傳播控制。但就目前的情況來看，地面損失，仍是中波傳播過程中主要的損失類型，為此，應(yīng)將降低地面損失，作為地網(wǎng)優(yōu)化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。中波廣播發(fā)射天線所使用的自立塔，其底部設(shè)置有地網(wǎng)，結(jié)構(gòu)較為簡單，是天線輻射的回路。廣播發(fā)射的地網(wǎng)以導(dǎo)線埋于地下的方式存在，大多為直徑2～3mm且輻射作用狀態(tài)存在，數(shù)量為60根或120根，以垂直鐵塔天線底部的中心為圓心，再以放射狀均勻向外敷設(shè)。為使導(dǎo)線傳輸能夠以低損失狀態(tài)運行使用，依據(jù)鐵塔天線的高度、地面狀況、場地范圍，相關(guān)人員需將導(dǎo)線的長度控制在0.3λ～0.5λ左右。如此，一旦大地電導(dǎo)率未達到天線傳輸?shù)囊?guī)范標準要求，就應(yīng)增加導(dǎo)線數(shù)量來進行優(yōu)化控制。當大地電導(dǎo)率低于規(guī)范標準后，就可適當增加導(dǎo)線數(shù)量，并將增設(shè)此控制過程設(shè)置使用的導(dǎo)線材質(zhì)確定為銅。由此可以看出，要想使中波廣播發(fā)射天線的傳播工作正常進行，需對中波天線的輻射過程進行完整回路構(gòu)建，從而來滿足廣播聽眾的質(zhì)量效果需求。

二、中波天線的地網(wǎng)

（一）天線地網(wǎng)的作用

中波發(fā)射天線是能量轉(zhuǎn)換的技術(shù)設(shè)施，它在實現(xiàn)導(dǎo)體中傳輸電能向空間中傳輸電磁能轉(zhuǎn)換過程中，天線塔體產(chǎn)生的電場能量通過大地構(gòu)成一個徑向電流，回流到天線底部，從而構(gòu)建空間電磁波。但是，天線近場區(qū)的電場能量存在著諸多損耗，最主要的是電磁能在大地上的衰減。有效的地網(wǎng)鋪設(shè)，使徑向電流有了低阻通道，流過地網(wǎng)的電流會隨之增加，這就提高了塔身電磁能量回流效率，相應(yīng)的地面損耗減小，從而使更多的電磁能向天線遠場區(qū)輻射。當?shù)鼐W(wǎng)缺失后，因地網(wǎng)銅線長度減小導(dǎo)致低阻通道上的徑向電流減少，接地電阻增大，流經(jīng)地面的電流隨之增大，地損耗增大，這種損耗隨著發(fā)射頻率的增加而增大。天線輻射能量在未向遠場傳播前就有很大一部分在地網(wǎng)區(qū)域損失，隨著地網(wǎng)耗散能量的積累，不可避免地會造成中波傳輸能量的不足，最終導(dǎo)致天線覆蓋面積減小，場型畸變。所以，簡單的歸納為：地網(wǎng)是中波天線發(fā)射電磁波的接地回路，為了減小地電流的損失，需努力維護地網(wǎng)的完整。

（二）天線地網(wǎng)的鋪設(shè)

工程建設(shè)中，地網(wǎng)鋪設(shè)的方法是：以塔基為中心，呈放射狀，間隔3度角，鋪設(shè)120根長度為0.2-0.5倍發(fā)射頻率波長，直徑3-5mm的銅線。全部地網(wǎng)線要焊接在一起，并且與天線接地地井連接，連接點要處于塔塔基絕緣底座以下，不能和塔身相連。地網(wǎng)銅線鋪設(shè)深度距地面約30厘米，過淺鋪設(shè)容易使地網(wǎng)受到植物根系侵蝕或受地表重壓破壞，過深鋪設(shè)使地阻增大，達不到實際效果。因物理損傷導(dǎo)致地網(wǎng)缺失后，應(yīng)采用續(xù)接的方法，及時補充完整。實際使用中，對于76米拉線塔地網(wǎng)銅線長約80米，錐型小天線隨塔身高度不同鋪設(shè)30-50米。

三、中波發(fā)射系統(tǒng)中天線的維護方法

（一）天線維護

天線對于中波發(fā)射系統(tǒng)的重要性是顯而易見的，大多數(shù)廣播電視維護中心采用周期性維護方式，根據(jù)天線地網(wǎng)相關(guān)標準進行周期性檢查，如日檢、月檢、年檢等方式，加強各個環(huán)節(jié)的管控和預(yù)防。對于使用較多且容易出現(xiàn)問題關(guān)鍵的部位，通常采用日檢模式，對于使用頻率較低、不易出現(xiàn)故障的部位則采用年檢模式，年檢要確保檢查的全面性、客觀性，發(fā)現(xiàn)問題及時采取整改和維護措施。天線檢查及維護要體現(xiàn)認真、科學(xué)、嚴謹?shù)膽B(tài)度，保障檢查的系統(tǒng)性、可靠性。

（二）電氣維護

在中波發(fā)射系統(tǒng)中，電氣維護也是不可或缺的，中波發(fā)射系統(tǒng)需要電氣設(shè)備的支持，電氣設(shè)備為中波發(fā)射系統(tǒng)提供動力。因此，要想增強中波發(fā)射系統(tǒng)的動力，需要做好電氣維護工作。一方面，實時監(jiān)控中波發(fā)射情況，密切關(guān)注發(fā)射波變化情況并記錄相關(guān)參數(shù)。通過分析和對比記錄信息，明確當前發(fā)射波可能存在的問題，制定切實可行的解決方案，比如：維修或更換設(shè)備，以有效提升中波發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，加大電氣設(shè)備日常檢查，通過定期和不定期檢查相結(jié)合，盡快發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備零件磨損，確保其工作性能滿足實際需求。不僅如此，要做好電氣設(shè)備清理，保持良好的衛(wèi)生，營造干凈、整潔的工作氛圍。除此以外，要加大電氣設(shè)備工作人員的培訓(xùn)，嚴格遵守維護標準和制度，注重理論與實踐的結(jié)合，提升電氣設(shè)備維護的針對性和精準性，確保其正常、穩(wěn)定運行。

四、結(jié)語

中波發(fā)射天線在日常維護時，應(yīng)根據(jù)發(fā)射機儀表數(shù)據(jù)反應(yīng)的入射功率、反射功率等傳輸狀態(tài)，及時調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)。重點是關(guān)注夏、冬季換季氣候和干燥、多雨時的天線系統(tǒng)狀態(tài)，如果天線駐波比過大或發(fā)射功率不穩(wěn)定，則需要考慮及時調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)。當天線輸入阻抗變化頻繁時，可考慮對地網(wǎng)進行修補維護。

本文來源：《魅力中國》：http://xwlcp.cn/w/wy/25805.html