張玉文 陳鳳蘭

1.2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局錫林浩特廣播發(fā)射中心臺(tái) 內(nèi)蒙古 錫林浩特市 026000

前 言

隨著廣播事業(yè)的發(fā)展和廣大聽眾對(duì)廣播節(jié)目需求的提高，中波廣播節(jié)目?jī)?nèi)容和中波天線逐漸增加。因天線場(chǎng)區(qū)面積有限，傳統(tǒng)中波天線（76米拉線塔）占地較大，新建天線多以小天線為主。2016年，內(nèi)蒙古新聞出版廣電局在全區(qū)中波廣播同步網(wǎng)改造工程中，錫林浩特廣播發(fā)射中心臺(tái)所轄的集寧585 臺(tái)和正鑲白851 臺(tái)，使用48 米錐面頂負(fù)荷套筒式中波小天線，單頻單塔或雙頻共塔播出。投入使用后正鑲白851 臺(tái)單頻單塔的發(fā)射機(jī)工作相對(duì)穩(wěn)定。集寧585 臺(tái)雙頻共塔的發(fā)射機(jī)工作穩(wěn)定性極差，1044KHz 和1458KHz 共塔小天線的阻抗隨氣候經(jīng)常發(fā)生變化，甚至一天內(nèi)的早晚溫差都會(huì)導(dǎo)致小天線的阻抗大幅度改變，使得兩部發(fā)射機(jī)降功率或者無法播出。

1 錐面頂負(fù)荷套筒式中波小天線原理

利用錐面緩變?cè)?，降低終端反射和諧振頻率，提高輸入阻抗和輻射電阻，降低阻抗變化率，提升天線帶寬。由于椎體比較大，對(duì)地形成了一定的電抗，提升了容抗，使天線的諧振點(diǎn)下移，從而有效地降低了天線的高度。斜面是7 米的椎體其有效諧振高度為40 米左右，加之垂直發(fā)射體高度，天線有效高度近似于76 米。采用套筒式大直徑（1100mm）發(fā)射體，抗風(fēng)能力是傳統(tǒng)天線的兩倍，提高了天線的輸入阻抗，減少天線的阻抗變化率，從而有效的提高了天線的輻射率和頻帶帶寬。如圖1、圖2所示。

圖1 套筒式中波小天線結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 套筒式中波小天線電流方向圖

2 中波小天線的優(yōu)點(diǎn)

地面占地面積小，塔體占地1.5m2，地網(wǎng)占地?。ò霃?5～30 米）。天線高度低、落雷幾率小，配以完美的防雷系統(tǒng)，保護(hù)發(fā)射機(jī)安全。外形美觀、堅(jiān)固耐用、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單、安全輕便。

3 使用中存在的主要問題

自集寧585 臺(tái)共塔的兩部發(fā)射機(jī)使用以來，存在以下問題：（1）隨著氣溫的變化天線零位過大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)降功率現(xiàn)象；（2）10kW 發(fā)射機(jī)功率開不足，中午氣溫升高時(shí)功率最大只能開到3kW 左右，1kW 最大只能開到0.8kW；（3）有時(shí)發(fā)射機(jī)駐波保護(hù)，甚至封鎖功率開不了機(jī)；（4）有燒功放模塊現(xiàn)象。上述現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重影響安全播出。

4 解決方法

集寧585 臺(tái)現(xiàn)有中波8 套節(jié)目是內(nèi)蒙古中波頻率最多的臺(tái)站，電磁波環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，對(duì)技術(shù)設(shè)備的配置提出更高的要求。為從根本上解決問題，錫林浩特廣播發(fā)射中心臺(tái)根據(jù)585 臺(tái)現(xiàn)實(shí)情況及技術(shù)故障的現(xiàn)象，查找分析問題原因，提出多種科學(xué)的解決方案。在此基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)組織中波小天線設(shè)計(jì)施工廠家及發(fā)射機(jī)、天調(diào)網(wǎng)設(shè)計(jì)施工廠家，與我臺(tái)工程技術(shù)人員一道，于2017年5月21日至5月30日對(duì)585 臺(tái)小天線共塔的兩部發(fā)射機(jī)工作不穩(wěn)定問題進(jìn)行集中解決，在沒有停播的前提下，利用夜間停機(jī)時(shí)間反復(fù)對(duì)小天線及天調(diào)網(wǎng)、發(fā)射機(jī)的技術(shù)參數(shù)作了有效的調(diào)整。

4.1 檢查天線接地電阻

按照設(shè)計(jì)要求，完成小天線主體安裝和地網(wǎng)鋪設(shè)工作后，建造了天調(diào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)配室和兩個(gè)地井。調(diào)配間和地井的建造方法與傳統(tǒng)天線一樣，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量接地≤0.4Ω，（儀器型號(hào)），符合播出技術(shù)要求，進(jìn)而排除了地井、地網(wǎng)問題。

4.2 檢查電磁環(huán)境的影響

按照小天線的設(shè)計(jì)原理，對(duì)比其他單位使用小天線的情況分析，考慮到影響發(fā)射效果的最大可能是環(huán)境及電磁輻射的影響。在新天線選址時(shí)，一定要考慮電磁環(huán)境的影響，應(yīng)盡量不要在原有天線附近建造新天線。我們逐一關(guān)掉臺(tái)內(nèi)使用其他三個(gè)中波天線的所有發(fā)射機(jī)，觀察到本臺(tái)其他頻率對(duì)小天線的阻抗沒有產(chǎn)生明顯的影響，進(jìn)而排除了電磁環(huán)境的因素。

4.3 調(diào)整發(fā)射體內(nèi)放電球間隙

按照小天線廠家的設(shè)計(jì)，小天線內(nèi)部有放電球，放電球間隙根據(jù)頻率高低確定?？紤]到故障發(fā)射機(jī)加調(diào)幅度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)封鎖功率的現(xiàn)象，有可能是天線對(duì)地短路引起的。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，因放電球間距不合適，長(zhǎng)時(shí)間過熱放電球已燒化，燒化的液體凝固后使放電球間隙變得更近（幾乎短路），在加調(diào)幅度的瞬間天線接地，造成天線對(duì)地短路，封鎖發(fā)射機(jī)功率。拆掉放電球用砂紙打磨清理干凈，重新調(diào)整了放電球間隙，便能開啟發(fā)射機(jī)功率，但還存在不能滿功率播出的問題。

4.4 調(diào)整天線帶寬

結(jié)合發(fā)射機(jī)不能滿功率和經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)天線駐波報(bào)警的現(xiàn)象，經(jīng)分析后認(rèn)為，可能是天線阻抗太小，Q 值過高，帶寬不夠的原因。用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試當(dāng)時(shí)的天線阻抗為10+J158（1044KHz），70+J600（1458KHz），1458KHz 帶寬 9KHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。為了更好地提升天線的阻抗特性，調(diào)整天線內(nèi)電感線圈后，增大天線阻抗變?yōu)椋?6+J84.8（1044KHz），52+J270（1458KHz），1458KHz 帶寬也由9KHz 增加帶寬到15KHz，滿足技術(shù)要求。如圖3所示。

圖3 駐波報(bào)警

圖4 天線阻抗未調(diào)整時(shí)的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)

圖5 天線阻抗調(diào)整后的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)

4.5 調(diào)整天調(diào)網(wǎng)絡(luò)

集寧585 臺(tái)中波頻率多，給天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)增加了很大的難度，原有的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)有不完善的地方，再加上小天線阻抗調(diào)整完畢后，天線阻抗發(fā)生了變化，原有的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)必須重新設(shè)計(jì)調(diào)整，才能使發(fā)射機(jī)與天饋線系統(tǒng)達(dá)到匹配。為此重新設(shè)計(jì)了天調(diào)網(wǎng)絡(luò)，天調(diào)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)后，兩部發(fā)射機(jī)功率能達(dá)到滿功率播出。如圖4、圖5所示。

4.6 檢查發(fā)射機(jī)

針對(duì)10kW 發(fā)射機(jī)功放模塊瞬間燒毀的現(xiàn)象，檢查結(jié)果是發(fā)射機(jī)門限電平值太高，超過發(fā)射機(jī)電平理論數(shù)值的原因。把門限電平調(diào)整在合理的范圍，有效保護(hù)了發(fā)射機(jī)功放模塊。

5 改造后的使用情況

在采取了一系列的改進(jìn)措施后，中波小天線能夠正常投入使用，集寧585 臺(tái)小天線共塔的兩部發(fā)射機(jī)工作不穩(wěn)定的問題基本解決。我臺(tái)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)射機(jī)載波功率能夠達(dá)到10kW、1kW，綜合指標(biāo)測(cè)試達(dá)到甲級(jí)以上。通過場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試，近中遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)衰減平穩(wěn)；在開闊地帶，10kW 發(fā)射機(jī)100 公里內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)與傳統(tǒng)大天線場(chǎng)強(qiáng)基本一致；在山區(qū)地帶，小天線的場(chǎng)強(qiáng)略遜于傳統(tǒng)大天線。經(jīng)過6 個(gè)月的運(yùn)行，經(jīng)歷各種氣候變化，585 臺(tái)小天線共塔的兩部發(fā)射機(jī)工作穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)停播劣播現(xiàn)象。

結(jié) 束 語

中波小天線在帶寬方面不足，在中波高頻段可以實(shí)現(xiàn)帶寬為40KHz 以上，并可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化廣播。但在低頻端，會(huì)出現(xiàn)不同程度的帶寬窄、輸入阻抗低、輻射電阻小等問題，若低頻段使用小天線會(huì)給安全播出帶來一定的影響。與傳統(tǒng)天線比，小天線的阻抗變化率稍大，受四季環(huán)境溫度影響比較大，需及時(shí)調(diào)整調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。