中波广播发射天线原理与维护
摘 要 中波广播发射天线是中波发射台的重要播出设备，是播出的关键一环，本文介绍了中波广播发射天线的工作原理，论述了中波广播发射天线的设计、日常维护及保养等要点以及大修检查的具体要求。
关键词 垂直极化 辐射效率 桅杆 行波系数
电磁波在传播时，电场矢量的方向保存固定或按一定规律旋转，叫做电磁波极化，通常可分为平面极化（包括水平极化和垂直极化）、圆极化和椭圆极化。无线电波的极化，以大地作为标面，凡是极化面与大地法线面（垂直面）平行的极化波称为垂直极化波。其电场方向与大地垂直，中波广播电磁波以沿地面传播垂直极化波覆盖为主，根据此传播特性，中波天线应能产生垂直极化的电波。在中波天线中应用的有垂直型、倒L型、T型、伞形垂直等天线。
中波发射台一般常用形式是拉线塔式、自立式发射天线，一般采用的是底部馈电方式，拉线塔式中波发射天线由桅杆杆身、绝缘底座及基础、拦绳、地网和地井、地锚及基础等构成。
天线的效率是指天线辐射出去的功率（即有效地转换为电磁波部分的功率）和输入到天线有功功率之比。天线的效率是小于1。由下式计算：
n1=Pr/Pi=Pr/（Pr+P1）
式中Pi：天线的输入功率；Pr：天线辐射效率；P1：天线振子部分的损耗。P1除天线电流回路的地损耗外，还有天线本身的导体损耗，地部绝缘的高频损耗等。一般天线本身的导体损耗和底部绝缘的高频损耗忽略不计。天线的输入功率是发射机的输出功率减去馈线和匹配网络的损耗。通过上式我们知道，为证天线辐射效率、中波天线应有良好的地网。发射天线的辐射功率与馈电的有效电流平方之比，称为天线辐射电阻。辐射电阻是一个等效电阻，如果用它来代替天线，就能消耗天线实际辐射的功率。因此，采用辐射电阻这个概念，可以简化天线的有关计算。辐射电阻的大小取决于天线的尺寸、形状以及馈电电流的波长。因为发射天线的任务辐射电磁波，所以在装置天线时总是适当地选择其尺寸和形状，使辐射电阻尽可能大些。
对中波天线不能单纯追求地波方向最强，还要考虑高仰角辐射的问题，当振子高度大于0.5λ时出现副瓣，随着高度增加副瓣的辐射能量增加，副瓣的辐射增加了天波，对依靠地波传播的中波是无益的。所以，铁塔的首选高度为发射频率波长的二分之一，也可根据服务范围和场地的大小进行选择，一般在0.25～0.5入之间选择，一般不选择在0.4λ，在0.4λ时输入阻抗变化强烈将使调配变得困难，天线的带宽也很窄。天线的高度有实际高度和有效高度之分，理论上一般指天线的有效高度，假定在一根垂直的天线上有均匀地分布电流，此均匀的电流等于实际天线上的最大电流，且所产生的辐射场强与实际天线的辐射场强相同，该假没的垂直天线的长度即为实际天线有效高度。
中波发射天线设计的设计要严格按照《中、短波广播发射台设计规范》GYJ34-88进行，桅杆天线电气长度，应根据发射机发射功率、当地地导系数，要求服务范围、经济条件等因素选择，天线和馈线之间设调配网络，使天线阻抗与馈线匹配、调配网络和调配室应满足下列技术要求：调配室内六面墙壁应采取高频屏蔽措施；各调配元器件所承受的电压、电流应计算决定；安装静电泄放线圈、接地棒。当调配网终中有电感线圈使桅杆天线接地时，可不装静电泄放线圈；桅杆上要装航空标志灯；调配室内各元件的地线应用专用接地线与外地网线、馈线地线连接；调配室内应设检修用交流电源。桅杆天线底部底座绝缘子应安装球形放电器，放电电压应为底部工作电压（100%调幅峰值时）的1.2倍，调配室内静电泄放线圈阻抗模量应为天线底部输入阻抗模量值的10倍以上。底座绝缘子出厂时应做40KV以上的泄漏试验。桅杆、桅线杆一切钢结构表面应作防锈蚀处理，进行热镀锌或金属喷涂。塔节之间连接处不得刷油漆等涂料层，应保持电气上有良好的接触。桅杆天馈线系统在机房端馈线输入处，对工作频率的行波系数不低于表1所列数值：
地网自桅杆中心向外做辐射状敷设，相邻导线间夹角相等。地网导线埋设深度：一般为300 mm，如在耕地上面加深到500 mm至600 mm。但自桅杆中心向外0.1λ以内仍应埋深300 mm。地网导线采用ф3.0硬铜线，数量为60-120根，长度为0.3 λ～0，5 λ，根据铁塔天线的高度和地面情况决定。地网导线埋在地下深度，对减少地损耗而言埋的越浅越好。
发射天线要注意防雷设计，塔身接地电阻（塔身做发射天线用时除外）必须小于4或满足设计要求，钢塔桅杆的避雷器应按设计规定位置安装、焊牢，中波钢塔的避雷器两球凸顶应相对，两球间的距离宜为30 mm～40 mm。
中波发射天线的维护要严格按照中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T178-2001《中、短波天馈线运行管理规程》进行。中波发射天线的日常维护分为周检、月检和年检项目，分别对地网、塔桅拉绳、绝缘子等进行维护保养。除对天线进行日常维护外，要定期对桅杆、拉绳、地锚等进行大修检查。我们这个地区为高寒地区，天气变化较大、春季多风、冬夏的温差很大，必须严格按照国家规定的维护管理规程进行维护、检修。边宽50 cm的拉线式塔塔桅的垂直度差不得大于1/750；塔桅的局部弯曲度误差不得大于1/750；桅杆拉绳的安装拉力一般应满足设计初拉力值，最低也要达到设计初拉力的80%，要注意经常检查塔桅结构，及时发现焊缝的开裂等情况，螺栓松动要紧固，螺检腐蚀严重的要及时更换。塔身主体结构、塔身连接螺栓、拉绳的更换标准：塔身主柱腐蚀达主柱的1/5时应更换；连接螺栓、花篮螺栓、绳夹腐蚀点深度达直径的1/5时应更换；桅杆拉绳（钢丝绳）锈蚀点较普遍或在一个捻距内达表面积的40%时应更换；桅杆拉绳在一个捻距内断丝达总数的5%或断一股者须立即更换，拉绳有打火痕迹要加固；用钢绞线做桅杆拉绳时，发现有断丝表面黑锈时及时更换。地锚5-10年进行一次抽样检查、抽样率不少10%，必须全面检查，发现地锚杆锈蚀要彻底除锈并刷沥青。
总之，中波发射天线是广播电台的重要设施，是发射的设备，与发射质量的高低密切相关，中波发射天线从设计、施工和维护都要严格按照广播电影电视总局发布的标准执行，按照统一标准完成维护任务。