1、中波发射台搬迁建设中的几个问题中波发射台搬迁建设中的几个问题中波广播是广播宣传的重要手段，它收听工具普及，覆盖面广。中波广播发射台是调幅广播的最后一个环节，对有效地扩大覆盖，提高播出质量起着重要的作用。建设一个新发射台是百年大计，所以，从选址到基础设施建设，都要从理论上进行论证，在实践中按规范施工。国内许多电台的建台历史较长，原台多建于城市郊区。改革开放以来，城市建设迅猛发展，城市规模日见扩大，多数电台已处于城市市区中。电台周围的高大建筑影响了广播效果，同时对城市环境也造成一定的电磁污染。中波发射台的移址重建也势在必行。以下就中波发射台搬迁建设中的问题谈谈我们的看法。一、中波发射台的选址建设一
2、座高标准的中波广播发射台，要按照中波广播网技术规划，根据中波广播的特点，行政区划，规划覆盖的人口和面积等因素，结合本地实际情况，多方调查研究，反复论证，科学合理选择台址。广播电影电视部批准下达的中波广播网技术规划，确定了中波反射面的各项主要技术参数，这是建台的依据。以此为基础，要达到尽可能大的覆盖。就必须考虑提高发射效率问题。对中波发射台来说，科学合理的选择台址，对提高天线的辐射效率影响很大。中波广播段无线电波的传播特点是白天沿地表面传播的地波，地波衰减较小，有较强的绕射能力，可以形成一个比较稳定的服务区域，根据设备的功率大小，可达数十公里，甚至达百余公里，我们称其为地波服务区域。夜间不但靠地
3、波传播，而且电波向空中发射被电离层反射回地面形成天波，在较远的地方形成另一个区域，称其为天波覆盖区。这个服务区不稳定，经常有衰落现象，而且随着季节和时间的不同而变化，因此中波台的选址主要从如下几个方面考虑。1、中波广播主要靠地面波覆盖，确定地址一定要首先考虑地质性能。地面的电气特性对于地波的传播影响很大，同样的发射条件，电波在不同的地面传播时，电场强度有很大的差别，尤其发射台周围的地导率和地形直接影响天线的发射效率。所以，选台址要考虑下列因素：大地常数，地势，服务范围。要求发射台周围的地导率要高，地形要平坦、开阔，以提高发射效果。地导系数的一般估算值 表一地导系数V（s/m）地面种类5海水湿土
4、壤、耕地、淡水干土壤、粘土、森林、山区花岗岩、干石子地、沙漠山区中的干冰河2、中波发射台在选址中还应符合电磁环境的要求，既不能干扰附近已建的无线和有线通信设施，又不能被其他无线电设施所干扰。3、台址选择还必须远离机场起落航线管制区、高大建筑物，特别是大功率机器一定要远离油库、化工库、加油站。对于高压输电塔，微波通讯塔也必须远离，防止电磁损耗。二、技术区和机房中波发射台的设计和施工应符合“广播电视工程规范”。要充分考虑发射机的启动控制，减小噪声，防止灰尘改善机房工作环境。1、中波发射台技术区和机房与电视、调频机房不同的是，除主机房、风机房外，还有一个天调室（天线调配间）。这两个机房相距数十米至数
5、百米，用馈线连接起来。馈线电长度应避开1/4工作波长。2、主机房的规模由发射机的数量及功率等级确定。新建发射台应考虑采用微机控制，机房应设微机控制室，对微机室要进行屏蔽。发射台自动化是今后的发展方向。势在必行。已经使用微机控制的发射台证明，自动化，微机控制对提高播出质量，减少人为事故有明显效果。主机房要按设备集中安装设计施工。主机房建筑净高（装修后的天花板或梁至地面的高度）一般要达到4.5米。这样主机房采光、通风比较好，机房宽敞、明亮。主机房在设计时要充分考虑馈线、电源、底线、信号线的接入，因此，主机房应设计为上下夹层最好。一方面从机房看不到过多的馈线、同轴开关，另一方面也看不到供电线、地线等
6、，维护起来非常方便、安全。3、天调室是机房的一个重要部分。天调室要安装调配网络，其作用有二：一是天线的输入阻抗经匹配网络转换后等于馈线的特性阻抗，即终端匹配；二是调配网络有滤波性能，即只能让工作频率通过，对其它频率，特别是工作频率的高次谐波有较大的衰减作用。若滤波性能差，则发射机的谐波衰减小，将有较强的辐射。另一方面，若本台尚有其他中波发射机，则通过天线会收到这些发射机的较强信号，甚至带来明显的干扰。所以，设计调试好天调室的调配网络对提高发射效率，改善播出质量十分重要。天调室的面积的大小要根据功率，共塔工作情况及台内工作频率的多少来决定。天调室室内六面内壁应采取屏蔽措施，室内还应备有交流电源，
7、照明及防盗报警装置。调配室一般注意不要太小，不然会带来网络的分布参数增大，影响网络的稳定。再就是注意调配网络的通风，防热、防雷问题，过热过冷都会影响网络中的电容，温度变数增加了网络的不稳定性。4、中波天线塔和旁边的天调室必须用围墙围住。以保护天线设施，以防人员接触，确保设备及人身安全。三、天线与地网发射天线是一种能量转换装置，它将发射机提供的高频已调电流的能量变成电磁波的能量，并将电磁波辐射到空间去。标准的中波发射台，其发射天线多采用对地绝缘铁塔。对地绝缘铁塔天线，可以根据工作频率决定其高度。天线的机械长度，从理论上讲，0.53的长度效率最高，也就是天线的最佳高度。在实践中，中波广播的高频段可
8、以做到0.53长度，但在低频段由于受场地、资金等因数的制约，大多采用1/4的长度。在新建中波发射台时，除考虑天线长度，还要注意另一个问题是天线的位置。如果一个发射台根据频率的多少需要架设两座到三座铁塔，那么要慎重决定两铁塔间的距离。单桅杆非定向天线塔间距离大于1为最好。不宜取1/4塔距。无线电波即电磁波沿地面传播过程中，垂直极化波（其电场方向与大地垂直）的损耗低于水平极化波的损耗。因此，中波天线多采用矗立于大地的垂直天线来获取垂直极化的电磁波。当前中波发射天线主要有四类： 1、细截面垂直天线也就是T型和倒L型天线。2、底部绝缘的拉绳铁塔天线也就是桅杆天线。3、自立式铁塔天线。它包含有底部绝缘的
9、和底部接地/4并馈式自立铁塔天线。4、电小天线。按H.A.Wheeler教授定义，这种天线的高度H/2，为工作波长。这四类天线各有其特点，以下简要的对它们进行分析。1、细截面垂直天线是由一根铜导线或数根铜导线绞合组成，悬挂于两支撑物之间，支撑物是木杆或是带绝缘的钢支架。沿天线导体的电流分布，可视为正弦分布；该天线主要用在小功率方面。2、底部绝缘的拉绳铁塔天线是是用钢丝绳固定，为了避免钢丝绳的电气影响，在钢丝绳上用绝缘子将之分成数段互相隔开；底部绝缘的拉绳铁塔天线是上世纪三十年代出现的，由于其结构特点，高度可以做到工作波长的1/25/8之间；根据天线特性阻抗图（图一）频率低（531kHz810
10、kHz），功率大(100 kw2000 kw )时，通过增加塔高和塔宽来改善输入阻抗，使输入阻抗提升，满足输入电流和输入电压达到一定的合理值，满足发射需求；同时在塔底以塔为中心的地面下（3050cm）敷设有辐射状地网（60120根；长度约为0.30.5）.因而有较高的辐射效率和良好的辐射图形。 图1在这种塔上既可以承受大功率工作，也可以在其上实现二频或三频共塔工作。不过，我们以为共塔频率愈多，其网络损耗愈大，机器的发射效果愈差。如果发射功率大(100 kw2000 kw )，频率高（1008kHz1602kHz）时，通过减少塔高和增加塔宽来改善输入阻抗，使输入阻抗降低，满足输入电流和输入电压达
11、到一定的合理值，满足发射需求。 对于中小功率低频段用的拉绳铁塔，由于成本上的原因，其铁塔高度H/4，这种天线输入阻抗的电阻部分变小；容抗变大；天线辐射效率降低；工作频带变窄。为此，人们采用了补救办法，就是在天线顶部拉线作为顶负荷来增加天线的有效高度，加大天线的辐射电阻，以提高天线的辐射效率。顶负荷的拉线是120分布；长度不宜大于1/2塔高。 总体来说拉绳铁塔优点不少。但建塔的工程量大，还要占用较大的土地。使用中必须经常注意维护。而且有因铁塔拉绳故障而致倒塔的风险特别大。本世纪头十年间，国内至少已有三座铁塔因此而倒塌。3、早期的自立塔用作支撑T型、倒L型天线，后来才演变出底部绝缘的和底部接地/4
12、馈电的自立塔。它们也有较高的辐射效率和良好的辐射图形，减少了拉绳占用的土地及其维护工作量。避免了因拉绳故障而致倒塔的风险。但其高度和绝缘的矛盾，塔高一般在130米下，在低频点（531kHz810 kHz）上特性阻抗偏低，输入电流偏大，天线耗损增大，不利于大功率发射。在其它频点，通过改变塔高来满足大功率发射需要。 自立塔可以实现二频共塔工作，其功率容量可达到200KW。 对于接地自立塔高度一般都在100米以上，其独特优点是在其顶部可以安装FM和TV天线，可以一塔多用，但同样无法满足大功率发射需要。4、电小中波发射天线在国内多数为锥面顶负荷小天线，天线底部设有高频地井，并敷设辐射状短地网，长度15
13、米。 我公司自主创新研制的功率1KW-200KW套筒式宽频带锥面顶负荷中波小型发射天线，它与国内其它小天线相比有着其独特的性能。其占地面积小、高度低、工作频带宽、防雷及抗风性能好、结构美观、维护工作量小等优点。也能实现二频共塔。 在当前土地使用紧张，地价及原材料昂贵的形势下，采用我公司生产的小天线为最佳选择。 一般小天线与高度/4的拉绳铁塔天线相比较有其特有的缺点，这就是其辐射电阻Rr小、输入容抗（Xc）较高、Q值高，因而带宽较窄。为了实现发射机和天线之间的匹配，就需引入适当的补偿网络来消除输入容抗以满足整个系统谐振条件 。又由于天线底部电流大而带来较大损耗。由天线效率A定义可知： A= 当辐
14、射电阻Rr较小，而损耗电阻RL（包括地损耗和调配网络损耗）较大时，天线效率就会降低。为了克服上述缺点，我们在提高天线辐射电阻，降低地损耗及网络损耗方面做出了诸多努力。我公司研制的套筒式宽频带锥面顶负荷中波小型发射天线，一方面采用自立式发射体结构和新型上锥顶负荷发射体结构相结合，这就提高了天线辐射电阻，降低了电抗分量，拓展了天线工作带宽。另一方面对地网实施电容、电感加载；在电脑上利用Smith导抗圆图软件反复进行推演，选择出最优化的调配网络，从而降低了损耗，拓宽了工作带宽，使发射机的边带功率有效的从天线辐射到空间。对于中波广播我们应重视天线的效率。中波天线的效率不仅决定于天线塔本身，还决定于地损
15、，中波天线系统包括铁塔和接地系统，接地系统叫地网。中波天线的地网是给天线地电流一个良好的回路，即提供一个直接流向天线底部的回路，敷设一个标准中波天线的地网是一个至关重要的问题。当电流通过大地回到天线底部时，能量的损耗比导体的损耗，绝缘子的介电损耗都大，这个损耗叫地损耗。地损耗主要集中在天线塔基座附近。所以设计、敷设一个标准的地网，能减少地损耗，提高中波天线的效率，扩大覆盖面积。下面谈一下中波天线的效率问题。讨论中波天线的效率，首先要明确一个界限，即限制在天线底部半个波长以内，当距离大于半个波长时，已属于辐射场了。在这以外的损耗属于电波传播的损耗，不再是天线的效率问题了。影响中波天线效率因数主要有三：导体损耗，绝缘子的介质损耗，垂直接地天线的损耗地损耗。在以上三种损耗中，理论和实践都证明导体损耗是比较小，绝缘子的介电损耗，由于在天线设备中均用高频瓷，所以，这种损耗也是比较小的。影响天线效率的主要因素是地损耗。计算大地损耗的说明图若以天线为中心，在地面上与天线距离为a到y1的区域中如图，大地的功率损耗为J 为地电流密度所以， 地损耗电阻为若以天线底部为中心，按广播电视工程建设规范第3.1.3条规定敷设一均匀分布的径向地网，则在地网范围内的总耗损为式中N为地网根数，u为导磁率，Iy为径向电流，Ib为天线底部电流，a为天线底部接地棒半径。由于地损的原因，天线效率的表示式为式中为天线
