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中波发射机天馈线系统简析

2019-06-22刘思思李煜杨柳进

视听 2019年5期
关键词:中波馈线铁塔

刘思思 李煜 杨柳进

(广西广播电视技术中心玉林分中心)

一、引言

中波广播是中波发射机通过天馈线系统向外发射信号的,如图1所示。通过中波天馈线系统,发射机输出的射频电能才能转换为向空间辐射的电磁波,为远离电台的听众提供节目信号。由此可见,天馈线系统是广播电台的重要组成部分。

图1 中波发射系统结构图

但因为天馈线的位置处在整个中波发射系统的末端,离机房较远,容易被值班人员忽视。天馈线系统又架设在环境条件较差的室外或高空上,人员施工和维护都比较困难,部件出现损坏也不容易及时发现,易成为安全播出的一大隐患。在实际工作中由于没有备份,一旦天馈线系统出现问题,就极有可能造成较长时间的停播。为此,日常维护中应对天馈线系统足够重视,机房值班员对天馈线也应有所了解。

二、中波发射天馈线系统组成部分

中波发射天馈线系统主要包括馈线、匹配网络、天线和地网等几大部分。我们日常使用的馈线主要有同轴射频电缆或笼形馈线。馈线的作用是用于高频能量传输,是发射机与天线之间连接的重要硬件设施。而馈线的最主要参数是特性阻抗,即在一定的频率范围内,馈线的特性阻抗是常数。一般来说,馈线的特性阻抗和发射天线的阻抗是不相同的,因此需要借助匹配网络来确保馈线和天线阻抗具有良好的匹配,以便获得最大的功率输出。

加在馈线和天线之间的匹配网络,其作用就是阻抗匹配和能量传输。由于中波频率较低,匹配网络均采用集中参数元件,即线圈和瓷介电容组成。

天线的作用是将发射机产生的已调高频电流能量以电磁波的形式辐射出去,从而实现电波信号的传播。由于中波频率特性的原因,中波天线是天线体垂直于地面架设,其中单塔天线是使用的最为广泛的中波天线,也称为单极底馈天线。假设地为理想导体,地的影响可用镜像取代,单极天线等效为直立的对称振子天线。辐射电阻大、损耗电阻小的天线,其效率就高。由于天线高度的限制,其辐射电阻不可能很大,因此为提高发射效率,需要在中波天线铁塔底部敷设地网,即能够取得更好的镜像效果,还能够减少电流在大地回路的功率损耗。具体铺设施工中通常使用φ3mm铜线或者铜包钢线,长度为0.5λ左右根据地面状况、天线场地大小而定。地网导线埋于地下,对减少地损而言,埋设得越浅越好,但由于占地很大,地面又要耕作,为保护导线,一般地网埋深在0.2-0.5米。

三、天馈线系统在实际使用中容易遇到的问题

由于天馈线系统长期暴露在室外,容易受室外高温、雷雨、强风等恶劣天气的影响,极易出现器材老化,被腐蚀的现象。而中波发射机天馈线常架设在野外,因此天馈线系统极易遭受雷击的损害。这也使天线铁塔底部的绝缘子、调配间外的放电球等部分容易产生打火现象。室外虫、老鼠等小型动物的破坏容易导致天馈线系统发生短路事故,影响安全播出。我台就曾经发生过792KHZ和1224KHZ发射机开机过程中,发射机自动关机,倒换备机也无法恢复功率的现象。由于792KHZ和1224KHZ两套节目是双频共塔播出,在确认两套节目主备机都无法开机后,初步判断故障原因在于天馈线或者调配间等公共部分,当抢修人员赶到室外查看天馈线系统时发现调配间外的放电球已经打火粘连,在将打火粘连的放电球强行分离后,792KHZ能正常开机,1224KHZ还是无法开机,经进一步检查发现1224KHZ调配网络输入端电感线圈的固定绝缘板对地打火,抢修人员将烧焦的绝缘板打掉,使其与电感线圈分离,处理完毕后两套频率的发射机均恢复正常播出。由此可见,在实际工作中天馈线系统还是较容易产生故障的,针对于这些情况,需要值班人员在巡查时要特别注意,一旦发现问题要及时进行处理,避免因天馈线系统故障影响安全播出。

四、天馈线系统的日常维护要点

要想天馈线系统在实际工作中能够平稳运行,需要工作人员对天馈线系统进行定期检查与维护。在检查与维护时,需将关注的重点放在以下几方面:第一,检查匹配网络和馈线、天线以及匹配网络内各连接点的固定情况;第二,对匹配网络各元件及调配间进行清洁,防止虫、蛇、鼠进入造成器件短路;第三,在室外放电球上加装防虫罩,防止昆虫窜入放电球间造成天线短路;第四,需要定期清洁铁塔底座绝缘子,特别是在一些恶劣天气过后更需要立即进行清理;第五,定期清理天馈线周围的杂草和树木;第六,针对铁塔垂直度和局部弯曲度情况进行有效修正,将其调整达到规范允许范围内。对一些重要结构要定期进行检查,如:拉绳、连接螺栓、花篮螺丝、拉绳绝缘子、拉绳绝缘架、销钉、绳夹等纤绳上存在损坏情况,根据损坏程度对其进行更换,及时排除安全隐患。为了防止铁塔出现腐蚀情况,需要定期对其进行刷漆处理,对于地锚连接螺丝要涂抹黄油,做好防腐处理;第七,如果是并馈体中波天线,要检查并馈体振子线的松紧度和牢固性;第八,定期测量驻波比、对地电阻、绝缘度和密封状况,做好调配间的降温通风工作。

五、结语

虽然天馈线系统远离值班机房,平时值机过程中接触得不多,但维护中波发射机的天馈线系统,对提升节目质量、增加节目覆盖范围具有非常重要的作用。一旦天馈线系统出现故障,则会导致发射台无法正常工作,由于缺少备份等原因,往往容易造成较长时间的停播。因此需要做好天馈线系统的维护工作,保证其处于稳定、可靠的运行状态,从而有效的提高中波广播的播出的质量。

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