中波广播发射天线地网及匹配网络探析

随着经济发展，城市规模不断扩张，高层建筑物密度增加，多数中波发射台的地理位置已深入到城市当中，不再处于城市边缘，由于城内高层建筑的连续遮挡，影响了天线辐射场型，加上中波天线自身因城市建设带来的地网破坏，在同等级功率输入的情况下，辐射效能会大幅下降。中波发射天线最大辐射区域主要受传播路径、地导系数、天线结构、地网敷设、网络匹配的影响。因此，理解清楚中波发射天线地网和匹配网络的作用，并正确安装维护具有十分重要的意义。

一、中波广播发射天线的构成原理

中波广播发射的天线多以地波方式进行传播，从中波广播发射天线开始，电磁波传输至固定目标的过程，为线极化波。此传输过程，如电场的强度方向与地面垂直，那么，就是垂直极化波。由于中波广播发射天线的垂直极化波电场强度垂直于地面，因而，能够以很小的损失进行传播控制。但就目前的情况来看，地面损失，仍是中波传播过程中主要的损失类型，为此，应将降低地面损失，作为地网优化建设的关键环节。中波广播发射天线所使用的自立塔，其底部设置有地网，结构较为简单，是天线辐射的回路。广播发射的地网以导线埋于地下的方式存在，大多为直径2～3mm且辐射作用状态存在，数量为60根或120根，以垂直铁塔天线底部的中心为圆心，再以放射状均匀向外敷设。为使导线传输能够以低损失状态运行使用，依据铁塔天线的高度、地面状况、场地范围，相关人员需将导线的长度控制在0.3λ～0.5λ左右。如此，一旦大地电导率未达到天线传输的规范标准要求，就应增加导线数量来进行优化控制。当大地电导率低于规范标准后，就可适当增加导线数量，并将增设此控制过程设置使用的导线材质确定为铜。由此可以看出，要想使中波广播发射天线的传播工作正常进行，需对中波天线的辐射过程进行完整回路构建，从而来满足广播听众的质量效果需求。

二、中波天线的地网

（一）天线地网的作用

中波发射天线是能量转换的技术设施，它在实现导体中传输电能向空间中传输电磁能转换过程中，天线塔体产生的电场能量通过大地构成一个径向电流，回流到天线底部，从而构建空间电磁波。但是，天线近场区的电场能量存在着诸多损耗，最主要的是电磁能在大地上的衰减。有效的地网铺设，使径向电流有了低阻通道，流过地网的电流会随之增加，这就提高了塔身电磁能量回流效率，相应的地面损耗减小，从而使更多的电磁能向天线远场区辐射。当地网缺失后，因地网铜线长度减小导致低阻通道上的径向电流减少，接地电阻增大，流经地面的电流随之增大，地损耗增大，这种损耗随着发射频率的增加而增大。天线辐射能量在未向远场传播前就有很大一部分在地网区域损失，随着地网耗散能量的积累，不可避免地会造成中波传输能量的不足，最终导致天线覆盖面积减小，场型畸变。所以，简单的归纳为：地网是中波天线发射电磁波的接地回路，为了减小地电流的损失，需努力维护地网的完整。

（二）天线地网的铺设

工程建设中，地网铺设的方法是：以塔基为中心，呈放射状，间隔3度角，铺设120根长度为0.2-0.5倍发射频率波长，直径3-5mm的铜线。全部地网线要焊接在一起，并且与天线接地地井连接，连接点要处于塔塔基绝缘底座以下，不能和塔身相连。地网铜线铺设深度距地面约30厘米，过浅铺设容易使地网受到植物根系侵蚀或受地表重压破坏，过深铺设使地阻增大，达不到实际效果。因物理损伤导致地网缺失后，应采用续接的方法，及时补充完整。实际使用中，对于76米拉线塔地网铜线长约80米，锥型小天线随塔身高度不同铺设30-50米。

三、中波发射系统中天线的维护方法

（一）天线维护

天线对于中波发射系统的重要性是显而易见的，大多数广播电视维护中心采用周期性维护方式，根据天线地网相关标准进行周期性检查，如日检、月检、年检等方式，加强各个环节的管控和预防。对于使用较多且容易出现问题关键的部位，通常采用日检模式，对于使用频率较低、不易出现故障的部位则采用年检模式，年检要确保检查的全面性、客观性，发现问题及时采取整改和维护措施。天线检查及维护要体现认真、科学、严谨的态度，保障检查的系统性、可靠性。

（二）电气维护

在中波发射系统中，电气维护也是不可或缺的，中波发射系统需要电气设备的支持，电气设备为中波发射系统提供动力。因此，要想增强中波发射系统的动力，需要做好电气维护工作。一方面，实时监控中波发射情况，密切关注发射波变化情况并记录相关参数。通过分析和对比记录信息，明确当前发射波可能存在的问题，制定切实可行的解决方案，比如：维修或更换设备，以有效提升中波发射系统的稳定性。另一方面，加大电气设备日常检查，通过定期和不定期检查相结合，尽快发现电气设备零件磨损，确保其工作性能满足实际需求。不仅如此，要做好电气设备清理，保持良好的卫生，营造干净、整洁的工作氛围。除此以外，要加大电气设备工作人员的培训，严格遵守维护标准和制度，注重理论与实践的结合，提升电气设备维护的针对性和精准性，确保其正常、稳定运行。

四、结语

中波发射天线在日常维护时，应根据发射机仪表数据反应的入射功率、反射功率等传输状态，及时调整匹配网络。重点是关注夏、冬季换季气候和干燥、多雨时的天线系统状态，如果天线驻波比过大或发射功率不稳定，则需要考虑及时调整匹配网络。当天线输入阻抗变化频繁时，可考虑对地网进行修补维护。