分析中波广播发射天线的原理与维护

分析中波广播发射天线的原理与维护

潘冬青

内蒙古自治区广播电视传输发射中心乌海广播发射中心台，内蒙古自治区乌海市，016000

摘要：本文主要围绕中波广播发射天线的原理与维护进行分析。首先，阐述了中波广播发射天线的原理，包括运行原理、高仰角辐射、天线效率、输入阻抗和辐射电阻等。然后，提出了中波广播发射天线的维护工作要点，包括完善系统安装、改善发射功率、加强日常维护。通过采取这些维护措施，我们可以确保中波广播发射天线的稳定性和可靠性，从而提供高质量的广播服务。

关键词：中波广播；发射天线；原理

一、中波广播发射天线的原理

（一）运行原理

中波广播发射天线的运行原理基于电磁学和无线电传播的基本概念，其核心任务是将广播信号转化为电磁波，以便传输到广播接收设备，供听众接收

广播信号是声音信号，通过调制过程将声音信号嵌入到高频的载波信号中，这个调制过程通常是幅度调制（AM），其中声音信号的振幅会随着声音的强度而变化。调制后的信号通过天线馈线传输到天线塔的顶部，进入到振子天线系统中。在振子天线中，电磁波的辐射是通过振子的振动实现的。电磁波的频率与声音信号的频率保持一致，而电磁波的振幅受声音信号的变化控制。这样，声音信号被转化为电磁波并辐射出去。中波广播发射天线通常采用垂直振子天线，这有助于电磁波的垂直辐射，以实现更广泛的地面覆盖[1]。

（二）高仰角辐射

中波广播发射天线通常设计为以高仰角辐射信号，这是因为中波信号的传播特性使其适合地面传播，而高仰角辐射可以更好地满足这一要求。高仰角辐射意味着电磁波以相对垂直的方向向上辐射，然后通过大气层的反射和衍射来实现地面覆盖。主要与高仰角辐射相关的原理包括，中波广播发射天线的塔结构通常较高，以确保天线振子位于足够高的位置，从而实现高仰角辐射。天线系统需要进行精确的调整，以确保电磁波以所需的仰角辐射。这包括调整振子长度和位置，以匹配广播频率的波长。高仰角辐射有助于电磁波在地面上传播，同时也有助于与大气层的反射，使信号能够传播到更远的地方[2]。

（三）天线效率

天线效率是中波广播发射天线性能的重要参数之一，它表示天线将输入的电能转化为辐射电磁波的能力。天线效率取决于多个因素，包括天线结构、材料损耗、地面条件等。高效的天线能够更有效地将信号传输到远处的接收设备，从而提高了覆盖范围。提高天线效率的方法包括使用低损耗的材料、定期维护和调整天线系统、优化地面系统等。

（四）输入阻抗和辐射电阻

中波广播发射天线的输入阻抗是指在天线馈线连接处的电阻值，它是与天线的电性能密切相关的参数之一。输入阻抗的匹配通常需要与广播发射机的输出阻抗匹配，以最大化信号传输。辐射电阻是指天线本身的电阻值，它决定了天线的辐射效率。理想情况下，辐射电阻应该等于输入阻抗，以实现最佳的匹配和辐射效率。调整输入阻抗和辐射电阻是中波广播发射天线维护和优化性能的关键步骤之一。通过确保输入阻抗和辐射电阻的匹配，可以提高天线的性能，并确保信号传输的质量和稳定性。

二、中波广播发射天线类型
   （一）单塔天线
   单塔天线是一种常见的单塔天线，在使用它的时候，要确保它的科学、合理地使用它。单塔天线的应用范围很广，所以在应用的时候要注意天线网络的建设，这样的天线必须要在有信号覆盖的地方架设多个天线，这样才能保证中波的广播传输不会没有信号，也不会有不好的信号。单塔天线的信号传输是依靠电流产生的，这种电磁波是由天线振子产生的，从而产生频率效应，从而实现信号的传播。为了保证天线的稳定，必须改善天线的传输信号的抗干扰能力。单塔天线的干扰与其绝缘特性有很大的关系，当它的绝缘特性不好时，中波的传播将会被外界的电磁波所影响，从而导致信号的传输不稳定。在单塔天线的应用中，必须保证其绝缘性能。单塔天线的塔高必须满足信号传输的要求，一般都是80多米高，这样就可以在发射的时候，增加天线的覆盖面积，增强天线的发射能力。
    （二）新型天线
   随着无线电技术的发展，无线电技术也在飞速发展，新的天线应运而生。中波广播发射天线是在原有天线技术的基础上，经过技术改造和优化，使中波天线的传输性能得到了进一步的改善。中波天线已被广泛地用于广播媒体，而中波天线的基础设施建设也将投入大量资金。从基础建设的角度考虑，采用降低天线塔数、增加天线覆盖等方法，既能保证天线的良好传输性能，又能有效地控制天线的投资。此外，中波广播发射天线的技术性能优化，必须在技术上进行改进，以改善天线的传输品质，减少无效的信号散失。这就要求我们对天线的工作原理进行深入的研究，寻找出最关键的部分——电流。电磁波是由电流引起的，而中波的辐射则是由电磁辐射引起的。在新的天线技术中，采用了增强电流能力和流动的方法，例如采用天线技术来分流电流，从而减小了天线的功率负荷，并减轻了对电磁波的干扰。在中波广播发射天线的覆盖范围内，合理地布置天线间距和间距，可以使出现频率不被干扰、丢失，从而提高了天线的传输性能[3]。

三、中波广播发射天线的维护工作

（一）完善系统安装

在选择安装位置时，应考虑地形、土壤类型以及潜在的电磁干扰源。通常情况下，距离高地或水体较远的平坦地区是较为理想的选址，以减少多路径传播和信号衰减。天线通常需要安装在高塔上，确保其离地高度足够以避免地物阻挡和干扰。塔架的结构要足够坚固，以承受各种气象条件，如风暴和冰雪。地网是中波广播发射天线的重要组成部分，用于地面导电，确保较低的地面电阻。地网的设计应考虑土壤电导率和地下水位等因素，以保证有效的接地。天线系统需要适当的避雷措施，以保护设备免受雷击的影响。这包括避雷针、接地导线和地网等。使用高质量的同轴电缆将发射机与天线连接，以减小信号损失。布线应谨慎进行，避免过长或弯曲过多的电缆。在安装天线时，进行辐射图分析是关键步骤，以确保天线的辐射特性满足广播要求。这可以通过天线调整和校准来实现。安装监控和远程控制系统，以便实时监测天线系统的性能，迅速应对问题并进行远程调整。安装人员必须严格遵守安全规定，使用合适的个人防护装备，确保在危险高度工作时采取适当的安全措施。

（二）改善发射功率

定期校准发射功率，确保其符合法规和广播质量要求，这包括检查和调整调幅度（AM）调制、射频功率和天线驱动功率。定期监测广播天线的辐射特性，确保天线的辐射图形正常。任何不正常的辐射特性都可能影响信号覆盖范围。定期检查和维护调制设备，包括调幅度（AM）调制器和发射机。确保它们的性能稳定，不会引起调制失真或信号削弱。发射机和调制器内部的积尘和污垢可能影响其性能，定期清洁这些设备，以确保它们正常工作。确保广播天线与发射线路的匹配正常，通过调整天线驻波比，可以最大程度地传输功率到天线。定期监测广播信号的质量，包括信噪比、失真和频谱特性，这有助于及时发现问题并采取纠正措施。天线反射器和辐射器的状态对发射功率有重要影响，定期检查它们，确保没有物理损害或污染。如果可能的话，使用高质量的广播天线，以提高发射功率和信号质量。确保发射功率符合当地和国家的广播法规，违规可能导致频率干扰或其他问题。

（三）加强日常维护

进行定期的巡视，检查天线、支架、电缆、连接器和基础设施的状态，注意是否有任何可疑的物理损坏或松动的部件，定期检查电缆和连接器，确保它们没有受到物理损伤或腐蚀，松动的连接器可能会导致信号中断。监测环境温度和湿度，特别是在极端天气条件下，确保温度和湿度不会对天线和设备产生不利影响。鸟类可能会在天线上筑巢，这会影响信号质量，采取措施，如安装鸟类屏蔽器，以防止鸟类占领天线。确保电力供应的稳定性，以避免突然的断电，考虑备用电源选项，如发电机，以应对紧急情况，避雷装置是防止天线受到雷击的重要设备。定期检查其工作状态，并确保它们处于良好的维护状态，记录所有的维护活动和检查结果，这有助于跟踪系统的维护历史和问题解决情况。确保维护人员具备必要的技能和知识，以进行有效的日常维护和故障排除。如果发现任何问题，如信号质量下降或设备故障，及时采取纠正措施，以防止问题进一步恶化。

四、总结

综上所述，中波广播发射天线是广播行业的中流砥柱，其稳定运行对广播信号的传输至关重要，只有通过不懈的努力和精细的维护，我们才能为听众提供清晰稳定的广播服务。在不断发展的广播领域，持续的学习和改进是必不可少的，希望本文能为广播从业者提供有用的指导，以确保广播传输始终充满活力。

参考文献：

[1]杨永超.中波广播发射天线的原理与维护[J].西部广播电视, 2018（10）.

[2]裴晓娟.中波广播发射天线的原理与维护[J].  2021(9).

[3]祖里比亚·热吉甫.浅谈中波广播发射天线的原理与维护[J].中国有线电视, 2020(1).