王 桐
（作者单位：贵州省广播电视局七一八台）
中波主要是指波长在100～1000 m，频率在300～ 3000 kHz的电磁波，主要依靠地面波和天空波两种方式进行传播[1]。随着科学技术的飞速发展，设备不断更新换代，中波广播发射设备也由早期的电子管发射机向数字化、固态化模式升级发展，弥补了原有发射设备耗能高、易损坏的不足，使中波广播发射技术迈入新的发展阶段。但是，中波由于依靠地面波和天空波的传播方式，使得电磁波在传播过程中极易因不明原因而受到干扰，导致信号接收模糊，接收效果差，并且由于信号发射设备处于室外极易造成损坏。所以，为使中波信号在传播过程中受到的影响更小，终端设备接收信号更清晰，需要对中波天线发射技术进行更深一步研究，以此来保证信号发射和接收效果。
中波广播是指载波频率在中波频段的无线电广播，广播信号依靠电磁波的形式传播。通过发射天线完成电磁波的传输，将电流信号转变为电磁波信号发射出去，经过传播后由用户手中的终端设备接收电磁波信号并将其转化为音频信号输出[2]。在这个过程中，天线发挥着至关重要的作用，可以把天线看作是信号发射与接收之间的桥梁。国际上中波的划分范围和我国有所区别，国际频段中波范围为300～3000 kHz，而我国中波广播波频的范围则为525～1605 kHz。
地面波和天空波是中波在大气传播过程中的两种形式，并且这两种形式在传播过程中同时存在，共同发挥作用。但由于地波具有衰减慢和抗干扰性强的特点，在传播过程中主要还是依靠地面波。然而，地波传播同样存在缺点，无线电波的自身特性使其在传输过程中一旦碰到导体就会与导体发生作用并在导体中产生电流，从而损耗一部分能量，无法实现长距离的电磁信号传输[3]。白天时，由于太阳长时间照射使得温度升高，电离层的电子发生电离、密度增大，使得电离层变成导体，从而将部分以天波形式进行传播的电磁信号吸收，不再被地面设备所接收，加之地波被地面吸收，这就造成白天只能接收到近距离的中波电台信号的现象；
到了夜间，由于没有太阳照射，大气温度开始下降，电离层恢复原样，对天波的吸收能力变差，终端设备就可以接收到以天波形式传播的距离较远的中波电台信号，所以设备在夜间能够接收到更多的电台信号。但是，中波广播发射天线在设计时要格外注意一些问题：首先，要注意天线工作时高仰角的辐射问题，由于辐射信号的能量随着电磁波的高度变化而变化，高度增加能量也会相应增加，这对天波传播来说是一个至关重要的问题，能量的增加会使天波传播时消耗的能量忽略不计，增强传播能力，增大传播距离。其次，要注意发射天线的效率问题，效率对于广播发射天线来说至关重要，是衡量天线好坏的指标之一[4]。天线发射效率就是指天线所辐射的功率，是天线的辐射功率与输入功率之比，其比值小于1。因此，要想得到一个良好的发射效率就必须合理选择天线的形状和尺寸大小。再次，要合理设置地网，地网在中波广播发射体系中扮演着尤为重要的角色，其主要作用是减少地面波在传播过程中的损伤，提高广播传播效率。地网受地理环境的影响非常大，因此，在设置时需要相关技术人员细致考察设备施工环境，确定环境对地网的影响情况。
2.1 单塔天线
单塔天线是为发射垂直型极化波而专门设计的一种天线塔身结构。在广播过程中要想使广播信号的传输稳定、高效，就必须发射垂直型极化波，并且在设计时需要将天线辐射最大化沿地面发射[5]。单塔天线的结构组成包括钢桅杆、绝缘底座、放电球、绝缘拉绳和地网。单塔天线将塔身作为振子，是一种垂直振子结构，采用底部馈电的形式。单塔天线的具体工作就是在塔身底部汇聚底部电流，所以从这个观点来看，塔身也属于振子的一部分。相比其他类型的中波广播形式而言，单塔天线在传播时存在一些问题，如单塔型传播方式存在方向和范围不固定的问题，其能够在水平面进行无方向性辐射，且辐射强度的增加变化毫无规律。所以，单塔型天线形式主要被应用于塔顶。
2.2 斜拉线顶负荷单塔拉线
顶负荷型单塔天线与单塔型天线虽然类型不同，但是安装位置相同，都能够应用于灯塔顶部，其不同之处在于顶负荷型单塔天线的塔身高度一般情况下低于规定塔高高度[6]。由于高度的降低会不可避免地导致发射频率降低，进而出现电磁波传播过程中功率不足的问题，为解决这个问题，在实际作业过程中一般是采用在广播电视塔的顶部增加3～5根斜拉线的方法，通过斜拉线顶负荷单塔拉线，增加有效高度，增大塔顶的电流，使顶部电流不再为0。研究数据表明，斜拉线顶负荷单塔拉线形式有助于提高天线发射效率、降低灯塔底部电压，对天线发射具有极大的意义。但是，由于顶负荷对天线有效高度的增加效果有限，且因为其不是水平对单塔发射垂直型极化波，不仅毫无贡献，还会造成一些负面影响，所以在设置斜拉线的长度时不能过长，最大长度应为垂直部分的一半。
2.3 并馈式中波天线
对并馈式中波广播发射天线而言，其结构较为简单，仅由一个铁塔及其周围的一组导线组成，导线上端与铁塔连接，下端与棒形绝缘子相连，具体使用方式是将导线、铁塔以及其他相关元素结合起来一同发挥作用。并馈式天线与单塔型天线的相同之处在于这两种天线形式都属于垂直振子；
不同之处在于并馈式天线相比单塔型天线在底部多了一个支撑工具，且支撑物底部与地面相接，这使得并馈式天线具有一定的防雷击性能，不会发生雷击导致设备出现瘫痪的情况，并且不会发生馈电情况，但也正是由于这种结构使得并馈式天线不能应用于筒形灯塔。并馈式中波天线在区域性广播中应用十分广泛，一般用于高度较高的灯塔上，且在区域性广播的传播效果上较其他类型的天线更具有优势[7]。
2.4 匹配网络及馈线
为避免辐射对人体造成损害，无线广播中所使用的中波天线一般情况下距离机房都比较远，因此要想保证电磁波信号的有效传输，就必须保证电磁波信号发射时的功率，并合理设置馈线的长度。只有当天线的输入阻抗与馈线的阻抗一致时，才能有效降低反射波的大小，降低馈线上的驻波比。为使天线的输入阻抗与馈线的阻抗一致，有效满足无线广播的需求，需要在馈线与天线输入端口之间嵌入一套匹配网络。
2.5 地网
中波天线地网的架构是天线中至关重要的一环。地网能够有效减少无线电波在以地波形式传播时的损耗。地网性能的好坏对天线信号的传播功率和传播过程中能量的损耗起着决定性作用，以地网和大地作为依据能够有效提高广播天线的传播能力。要想实现地网对中波天线的增益达到最大，就必须合理布置地网，减少地形环境对地网的削弱。在进行地网布置时，以塔身为圆心，向四周进行辐射状方式均匀分布，并借助相当数量的铜导线作为媒介，实现信号广泛传播时能耗的减小[8]。相关试验表明，地网导线的功效与埋设深度有关，埋设越深，地网所起到的功用就越小；
埋设越浅，信号的地面损耗就越小，最佳的埋设深度应为地表以下30 cm。
2.6 新型中波天线
传统中波广播发射天线多为杆式类型，也是现阶段最常见、应用最广泛的发射天线。这种类型的天线虽然具有适应性强、应用广泛、使用灵活等特点，但是缺点也很明显，这种杆式类型天线对技术工艺要求较高，一旦技术不合格极容易造成意外损害和严重的能耗问题，且在安装过程中耗时又耗力，造成了人力、物力的极大浪费。新型天线在原有杆式天线的基础上得到进一步优化，采用全新的电流传播形式，通过对天线高度的调节来分散电流，极大地提高了中波广播天线的运作功率，并对安装空间进一步优化，最大化利用每一寸空间，极大地节省了人力、物力，避免了资金与资源的浪费。
3.1 做好天线安装准备工作
中波广播发射天线在设计安装之初就要求设计者考虑到在安装过程中的具体情况，包括地面地形影响、气候环境影响、地质地貌影响等，做到在安装前对安装地点进行实地调研和考察，并以此作为依据绘制科学的图纸以供后续施工参考。在实际安装过程中，设计者需要到现场进行监督，并对施工过程中出现的各种情况进行及时的反馈处理，依照现场情况对图纸进行优化调整，确保施工图纸的准确性，对施工人员提出的不合理之处进行及时处理；
还需要反复校对施工进度与图纸是否匹配，避免出现施工偏差导致工程失败，督促施工人员提高工作效率并监督工程质量，做到对工程整体把握，为日后的维护与检修提供便利。
3.2 做好日常维护保养工作
再精密的设备如果缺少必要的维护和保养也会逐渐出现偏差并失去原有功能。因此，必须对广播天线地网系统定期开展巡检和养护工作。首先，在养护开始前做好记录，做到记录可追溯；
对发射机控制面板上的信息做好监控记录，并与标准数据进行对比，如若出现异常，须立刻进行检查并找出出现差异的原因，及时处理细小问题，避免问题积累造成严重问题[9]。其次，做好养护工作，定期停机维护，避免过负荷运行，同时对工作台进行全面清理，去除绝缘层表面灰尘和异物并检查绝缘层有无破损，检查天线安装是否松动，各设备接口是否紧密无误等。要特别注意这些检查需要在广播电台停播时进行，确保所有设备处于断电停机状态，防止出现意外事故。同时，要加强对电子元件的检测，防止元件老化。对于精密的电子元件必须保证其工作环境无尘无污染，记录各个元件的使用时间，确保元件在使用期限内，对于超出使用期限的元件必须及时更换，并做好更换记录。此外，借助电阻测试仪器对地网和馈线进行检测，确保绝缘层无破损漏电情况，为电气系统正常工作提供保障。
3.3 提高中波广播发射天线的效率
中波广播发射天线的效率，决定了广播节目的发射质量，因此必须提高中波广播发射天线的效率。要想提高发射天线的效率，首先需要改变广播发射天线的工作环境和工作方式，寻找最适合的环境和方式。研究发现，当广播发射天线与地面保持平行或者垂直时，其发射效率将得到大幅提升。其次，确保天线的运行状态，对其相关参数进行检查，保证运行数据符合设定需求，做好广播发射天线的定期检查。在安全工作期限内若出现参数波动较大时，应立即查明原因，对出现故障的部分进行处理。再次，天线的形状大小也会对广播发射的效率产生影响，所以在实际安装时需要根据周边环境等因素合理选择天线类型，确保广播发射效率。要想提高天线信号的质量，还需要对周边环境进行清理，减少干扰源对天线信号的影响。当出现信号忽强忽弱的情况时，说明天线周边存在干扰源，需要进行及时处理，可以采用硬件屏蔽的方法，用由金属丝围成的铁笼将天线围住，从而达到屏蔽干扰信号的目的。
3.4 加强对广播天线的防护
一般情况下，广播天线的工作环境和所处位置多以露天为主，为保证广播天线平稳工作，必须加强对天线的维护。首先，加大定期巡检力度，及时清理天线表面的灰尘异物，由于天线处于室外经受风吹日晒，表面很容易产生锈迹，从而对天线的正常运行产生影响，需要及时清理固定螺丝以及裸露处的铁锈，并涂抹润滑油进行保养，对锈蚀严重的原件进行及时更换。其次，在恶劣天气环境下，必须组织人手对天线进行保护，如大风天气需要及时对天线进行加固处理，雷雨天气要避免雷击对天线和电气设备造成损坏[10]。恶劣天气过后还要组织人手对设备进行检查，去除浮尘和杂物等，并及时矫正天线的垂直度，保证天线的工作效率。如若天线因外力而造成不可逆的损伤时，应及时进行整体更换，确保广播工作正常运行。
无线广播在满足人们日益增长的文化需求、提高人们的精神境界等方面发挥着无可替代的作用，它满足了人们对于文化娱乐项目多样性的需求。中波广播发射天线技术因其稳定性强、传播效率高等特点在我国广播行业中发挥着重要作用，保证了广播行业的稳定发展。因此，工作人员要对中波广播发射天线技术进行原理分析，并掌握相关设备的维修养护措施，对其做好日常维护，为提高广播节目质量打好基础。
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