中波天馈线系统

中波天馈线系统

中波天线是将中波发射机输出的高频电能转换为电磁能并以电磁波的形式向空间辐射的装置。馈线是射频功率传输的通道，有了中波天馈线系统，发射机的功率能量才能向外传播，才能为覆盖区域提供服务，中波天馈线系统的好坏，直接影响播出节目的质量，天馈线系统的技术维护与发射机维护同等重要。

第一节 中波天线的基本特性参数

一副设计适当的中波天线，是整个发射系统以优异性能工作的必要条件，衡量天线工作指标优劣的依据是天线的各种特性参数，中波天线的主要特性参数有：输入阻抗、天线效率、天线增益、极化方式、频带宽度和天线的方向性。

一、天线阻抗

天线的输入阻抗是从天线的馈电点向天线方向所呈现的阻抗。是天线馈电点的电压和电流之比，即：

其中Z in 为输入阻抗，U in 输入点电压，I in 输入点电流。

输入阻抗通常有电阻R（实部）和电抗X（虚部）两部分组成，电抗部分为正时，天线呈感抗，为负时呈容性。

二、天线的效率

天线效率指天线辐射功率Pr 与天线输入功率P in 之比，即：

其中 为天线效率，Pr 辐射功率，P in 输入功率。

当天线的高度和工作频率的波长相等时，天线的效率是较高的，但是这样的天线高度很难做到，通常是采用尽量高的天线（1/4λ或1/2λ）和铺设良好的地网来提高天线的效率。

三、天线的增益

定向天线与标准全向天线相比较，在给定的目标上产生相等的场强条件下，其数值等于无损耗的全向辐射的总输入功率与被测天线总输入功率之比的分贝

值称天线增益，分贝数越大，则增益越高。天线的增益系数等于方向性系数和天线效率的乘积，即（D的单位为dB）。

四、极化方式

天线的极化是指在电波的最大辐射方向，电场矢量所指的方向。按电场轨迹可分为线极化和圆极化。线极化又可根据电场矢量方向与地面关系分为垂直极化和水平极化，中波天线是垂直极化天线。

五、频带宽度

天线工作频率范围内，能够满足一定技术指标的频带范围称为频带宽度，在频带范围内，天线的增益、方向、阻抗都能满足设计要求，中波天线的频带宽度应大于50KHz。

六、天线的方向性图

天线在空间上辐射能量的分布图形称方向性图，以场强的振幅E（v/m）表示，方向图通常用球坐标系和直角坐标系两种方法来描绘。

第二节 常见中波天线的类型

目前，常见中波发射天线有桅杆式拉线天线、自立塔天线、新型锥面顶负荷中波小天线等几个类型。如图9.2.1为几种天线的照片。

一、常见天线的结构特点

（一）桅杆式拉线天线

一、常见中波天线的结构特点

（一）桅杆式天线

桅杆式拉线天线是传统的中波发射天线，上世纪中期，中波天线绝大多数采用桅杆式天线。桅杆天线塔身就是辐射体，塔体下端有绝缘座，绝缘座一方面把塔体与大地绝缘开来，绝缘度要达到要求；另一方面还要能承受塔体重量。76米以上的桅杆塔一边需要三级拉线（三边九根），确保塔体垂直稳固。桅杆天线的横面通常用60cm～100 cm的三角钢焊接而成，为了安装运输方便，整个塔体由若干节4～6米不等长度的塔节组成。拉线为带绝缘子的镀锌不锈钢钢绞线，在保证稳固塔体的同时，还保证塔体与大地的绝缘。

（二）自立塔天线

自立塔中波天线的塔形采用抛物三角形，天线主体仿电视发射塔结构，运用三角形的稳定性原理实现塔身自立，省去了天线拉线，节省了天线地面安装面积。每个塔角底部用一特制的绝缘支座与地基基础相连，绝缘支座不仅要有一定的绝缘度，而且还要有足够的承重强度，是发射天线最为关键的部件。

（三）锥面顶负荷新型中波小天线

锥面顶负荷中波小天线是最近几年开发利用的新型天线。天线利用天线体比例和锥面缓变原理，降低终端反射和谐振频率，降低阻抗的变化率，提升天线带宽；底部由两节8米的整体镀锌钢结构圆筒体组合而成，中间（16米处） 是桶形绝缘体，绝缘体与椎体中间是13米的发射体，斜面是7米的锥体，其有效谐振高度为40米左右，加之垂直发射体高度，天线有效高度近似为76米高塔左右。

二、常见天线的性能比较

表9.2.1是三种中波天线在结构、特性及占地方面的对比情况。

三、天线的选择

选择中波发射天线的种类关系到发射效率、播出节目质量的好坏，因此如何选择发射天线是至关重要的。另一方面选择天线还要根据自台实际情况，结合土地条件、资金状况、环境等诸多方面的情况。如果有足够土地资源的，可优先选用传统的桅杆式天线，因为桅杆天线建造成本低，安装方便，容易校偏，特性参数也比较好；如果土地资源受限，资金充足的话，可选用自立式中波天线，它通过自身结构实现自立，不需要占地较大拉线和地网，外形美观，特性参数好，工作也比较稳定；如果发射台处于城市市区或居民稠密区，地面资源很有限，就选择新型中波小天线，小天线特性参数和工作稳定度虽不如传统的桅杆天线和自立天线好，但小天线布点灵活、费用低、安装方便、易于维护、占地面积很小，而且干扰也小。在土地、空间严重受限的城区使用也不失为一种权宜之计。

表9.2.1

第三节 地网、地井

地面是中波天线接地回路的一部分，当高频电流流过地面时，会产生较大的损耗。为了提高天线发射效率，就必须在地面铺设地网，由于地网的损耗主要在天线底部附近，距离天线越远损耗越小，因此地网的长度应以半个波长比较理想，但要做到0.5λ的地网半径存在实际困难，通常能做到0.25λ～0.3λ就不错了。图9.3.1为某发射台120米自立塔天线地网的和地井的埋设方法。

一、地网的埋设

地网的埋设是以中波自立塔天线（塔基中心）为圆心，在有效工作频率

0.25-0.5倍波长的半径圆内，射状地向外均匀敷设120根（每根间隔30)直径3mm的铜线，埋设深度30～50cm，如果上面有耕种，深度要加深到50～60 cm。相邻线的夹角应尽量相等，地网内环是紧贴并环绕三个塔基座的双环线，与三个塔基底部的铜皮焊接在一起。地网外环也为双线圆环，内环向外环方向伞状铺设120根铜线，每根铜线均与内环线焊接在一起。

二、地井的建造