中波广播发射技术及维护探析

2022-05-21马玉娥

西部广播电视 2022年6期

马玉娥

（作者单位：甘肃省广播电视局平凉广播转播台）

现如今我国广播行业发展迅速，在其发展阶段积极引进先进技术，为行业的发展提供了技术保障，其中中波广播发射技术便是一项关键技术。随着该项技术的不断优化与创新，其在广播领域中已占据重要地位，尤其是对一些偏远地区来说，该项技术的应用能够提高信号传播质量，为人们提供更好的服务。中波广播发射技术实现对传统信号的全面优化，有效提高信号传输质量，解决信号传输过程中存在的不稳定、不安全、便利性低等问题，提高了节目收听质量。另外，随着技术的不断进步，广播行业对中波广播发射技术的运维管理工作也提出了更高的要求，因此做好日常维护工作十分必要。

1 中部广播发射技术概述

1.1 基本原理

中部广播的发射信号是一种电磁波，同时也是一种无线电波。该项技术的原理涵盖了大量的理论知识内容，具体包括集成度原理、可靠性原理以及控制性原理等。从物理学的层面展开分析，无线电波具有易极化的特点，无论处于何种情况，电磁波均能够根据原放线完成信号发射任务。但是在进行极化时，会导致一定的垂直电波形成。该类电波能够直接影响中波广播的电流，形成一种互相干扰的状态，进而对信号的正常传播造成不利影响[1]。对其具体运行原理进行分析，中波广播发射需要以天线传播装置为基础，其作用在于电磁波的接收与传播。在使用该项技术时，装置能够对传输电波进行放大处理，保证一定距离内电磁波传输的有效性，避免信息数据遗失。对中波广播天线的运行原理进行分析，可以发现传输信号被天线放大处理后，发射机装置及时传输处理后的信号，在相应的范围内信号接收装置接收信号数据并进行处理，具体见图1。

图1 主播广播发射运行原理示意图

1.2 技术类型

中波广播发射技术作为一项新型、综合性技术，融合了多种先进技术，主要技术类型包括以下几种。第一，单塔型广播发射技术。垂直极化波是目前中波广播发射技术的主要特点。单塔发射天线本质上是一种垂直振子，多将其安装在灯塔底部的电流分布区域内，因此可以将灯塔作为振子。灯塔由诸多零部件组成，如底座、绳拉等。因此对中波广播传播而言，底座、网络分布区以及绳拉均为其重要组成部分。相较于其他中波广播发射技术，该发射机技术的辐射范围、传播方向均存在一定的不确定性，当天线和地面平行时辐射信号较大，难以明确辐射具体范围。通常情况下，需要将单塔型发射天线安装于灯塔斜拉塔上。第二，顶负荷型单塔发射技术。该项技术也是中波广播发射技术的主要组成部分，顶负荷型单塔天线需要设置于低于标准高度的灯塔上，该类天线的发射频率较低，在900 kHz以下，同时其功率较低，电流较小，因此需要对放大发射功率设备进行合理设置。主要措施为绑扎多个顶负荷型单塔天线，将其安装于灯塔的顶部，这能够有效提高灯塔电流的传播频率，在 200 kHz左右[2]。在具体安装阶段，需要确保发射天线、斜拉线之间保持合理的角度。第三，新型发射技术。中波广播发射技术涵盖多种技术类型，常用的发射天线采用桅杆类结构形式，但是这一结构形式存在诸多不足，主要表现为塔高、占地面积较大，实际应用过程中需要大范围铺设地网，易导致资源浪费问题，技术的应用较为复杂。近年来，随着中波广播发射技术的更新与完善，新型发射技术开始得到应用。该项技术具备锥面顶负荷的特点，天线的高度较低，同时能够确保电流的有效分流，进一步提高电流流动效率。该项技术的主要应用优势在于能够显著提高发射天线的运行质量，不但使广播信号的辐射量得到增加，同时能够加强对空间资源的合理利用，尤其是对于山区、盆地复杂地区来说，仍然能够保证良好的信号传播效果与范围。第四，中波广播信号效率增强技术。天线效率始终是评估中波广播发射情况的重要指标，不断提高天线运行效率十分必要。对中波广播发射技术运行原理进行分析，能够发现天线效率为发射功率和接收有功功率的比值，因为天线无论接收还是发射信号均会产生一定的损耗，所以该数值通常低于1。同时，目前辐射电阻的作用愈发明显，该参数是辐射功率与馈电电流的平方比，对于明确天线参数具有重要价值。在具体设计阶段，辐射电阻的大小极易受到馈电电流波流、天线尺寸形状的影响，所以需要保证形状、尺寸的合理性，在这一基础上提高天线的发射质量。

1.3 发射天线高度

发射天线高度是影响中波广播辐射范围的主要因素，为了确保中波广播发射技术的功能得到充分发挥，需要对天线的高度进行合理控制。另外，信号发射频率的不同也会对天线高度造成影响，如果发射频率较高，对天线高度的影响程度较低；如果发射频率较低，对天线高度的影响程度也会明显提高。因此，为了有效避免高度因素的影响，需要严格遵守相关标准要求控制天线高度，目前中波广播发射天线的合理高度为76 m。

2 中波广播发射机常见故障

2.1 功率故障

广播电视节目的声音、图像等信号需要通过电波发射机进行电磁脉冲信号的转换，同时发射机的输出功率对电波的传输范围及传输质量有直接影响。当实际运行阶段设备处于低功率的运行状态下，功率控制警报装置并不会判定为故障而发出预警，并且该过程中设备还可能处于无功率状态。对信号接收装置进行观察与检测，发现该过程中存在信号弱或信号中断情况，音视频数据连续不畅。该类故障很难及时察觉，因此排除故障问题较为困难。除了以上相关影响因素外，示波器调节功能下滑也是导致信号质量下降的主要因素。最后，如果设备运行过程中工作人员未定期、定时检查与更换元器件，极易导致设备功率故障发生风险增加。

2.2 缓冲放大器故障

缓冲放大器是中波广播发射机的关键部分，其运行的稳定性对发射机的功率及传输质量有决定性影响。但是在实际运行阶段，缓冲放大器异常报警的现象十分常见，主要原因在于工作人员未严格落实日常检查工作，导致缓冲放大器中存在的故障问题难以及时查明。中波广播发射机的信号处于异常状态，不仅会对装置的稳定运行造成影响，同时还会对用户的体验造成影响[3]。

3 中波广播发射技术的维护方法

3.1 直观诊断法

直观诊断法是技术维护的一种基础方法，具体包括看、听、摸、闻等直观、基础方法，对于判断一些技术常见故障具有积极作用。

其中“看”主要指工作人员严密观察中波广播发射系统中电压与电流指示值是否处于正常参数范围内，信号线与电路线的连接是否牢固，螺栓是否牢固，发射台的垂直度是否符合规范要求，如果存在问题需要及时进行解决。

“听”主要指在系统电源处于正常状态下，启动设备后，工作人员仔细倾听设备，明确其是否存在异常响动，如果存在，需要及时进行故障定位、排查和处理。

“闻”主要指通过嗅觉判断系统设备的异常情况，例如，滤波器、电压、变压器等电流较高的电气设备如果发生故障，温度异常，会形成烧焦味。因而必须认真检查高压开关，保证其断开，避免发生高压放电情况，对工作人员的安全造成威胁。

“摸”也是一项基础诊断手段，进行操作前需要工作人员将电源开关断开，确保设备处于未通电的状态下，用手触摸易发热的设施设备，如高压开关、滤波器、断路器等，查看其温度是否正常。如果温度较高需要及时采取有效的降温处理措施，避免设备绝缘体受损；如果温度异常，可能为元件发生故障，需要及时排查和处理。

对设备进行检修时，工作人员需要详细、全面记录相关设备的运行参数和维修状况，将各类数据信息进行比较分析，为故障的检修判断提供重要的参考依据，为后续工作人员开展预防性检修工作提供便利[4]。

3.2 仪器测量法

仪器测量法主要指通过测量仪器检测中波广播发射系统的运行状态，比较测量结果和标准值，进而判断系统是否存在故障问题。仪器测量法主要包括电流法、电压法以及电阻法等，主要对线路相关参数进行检测，明确故障类型。从而可结合故障类型，了解导致故障的具体原因，同时制定有效的解决措施。如果系统电流存在异常，则需要通过电流测量法对线路电流进行检测，测量的过程中需要结合电路电流大小合理选择量程，串联电流表和被测电路，将部分电路及时断开。当发光二极管正侧发光后断开发光二极管，待灯光熄灭后，将断点位置与电流表连接，二极管再次发光，这时电流表所显示的刻度值便是发光二极管的电流值。另外，通过对旋转电位器的应用，能够准确掌握电流表指针变化和发光二极管的亮度变化情况，进而得到发光二极管的电流值，如果电流值与规定标准数值存在不符，说明系统存在电路故障。

4 10 kW数字调幅中波广播发射机原理及维护

目前，我国中小功率广播发射台采用的中波广播发射机主要为10 kW数字调幅发射机，因此，本文以10 kW数字调幅中波广播发射机为例，基于对其原理的分析，提出有效的维护措施，为系统设备的性能提供保障。

4.1 运行原理

对多数10 kW数字调幅中波广播发射机（其设备外观见图2）来说，根据其内部功能可以将其分为几个系统类型，如控制保护系统、供电系统、音频系统及射频系统。控制面板、显示屏以及智能信息处理板，共同构成了控制保护系统。其中显示屏的作用在于对设备运行状态进行监控，同时能够采集关键数据信息，将其反馈至系统。智能信息处理板与控制面板发挥协同作用，有助于减少工作人员的工作量。智能信息处理板，能够自动识别与判断设备运行情况，并能结合实际情况自动调整其运行功率。射频系统由功率合成器、放大缓冲器以及振动器等部分组成，该系统能够使放大射频信号更为精准，为信号的稳定性提供保障[5]；供电系统的结构较为单一，其主要组成部分为变压器。通常情况下会设置两个变压器，一个变压器能够为功率放大器提供稳定的电压，另一个具有低压供电的作用。音频系统的主要组成部分包括模拟输入板、调码板和模数转换板，其作用在于将模拟信号转化为数字信号。

图2 10 kW数字调幅中波广播发射机

4.2 维护要点

4.2.1 日常维护

在系统设备实际运行过程中，需要认真观察其工作情况，同时详细记录其相关参数、数据，将其与正常数据进行比较，进而有效判断运行状态，以上均为日常维护的重要工作内容。如果设备在实际运行阶段存在异常情况，并且能够闻到异常烧焦的气味，便需要对其进行全面检查，包括运行数据、环境温度、湿度等。为了最大程度避免设备受到外界环境因素的影响，需要采用湿度温度监控装置，同时为避免灰尘、阳光造成的影响，可设置专门的挡光布，全面清理灰尘，为设备的安全、稳定运行提供保障。

4.2.2 定期维护

定期维护主要指根据不同的维护周期展开维护工作，可以将其划分为日检、周检、月检以及年检。定期维护需要根据显示屏数据判断设备的运行状态，主要数据包括反射功率、工作电压、工作电流及发射功率等，同时也包括其他元件的检查项目。定期维护的具体内容包括以下几个方面：第一，定期开展除尘工作。中波广播发射设备的结构较为复杂、精密，因此对运行环境的要求非常高。如果设备运行阶段工作人员未积极、有效落实常态化运维管理，极易导致设备内部堆积大量灰尘，进而对其稳定性造成不利影响。因此，为了能够有效避免灰尘对电子线路造成的影响，定期做好除尘工作十分必要。开展除尘工作的过程中，需要根据具体情况建立完善的除尘工作机制、标准，要求工作人员对元器件存在的灰尘、杂质进行定期清理，避免灰尘、杂质的大量堆积导致设备老化加速，为设备的安全、稳定运行提供保障。同时，需要做好环境控制工作，确保设备的运行环境无灰尘、粉尘，避免其元器件受到影响，为其稳定运行创设良好的环境。第二，定期对零部件进行更换。中波广播发射设备包含大量的零部件，其组成较为复杂，部分零部件的运行以及接线端子等极易产生电流热效应[6]。不仅可能会导致设备运行损耗增加，还可能会引发严重的设备故障问题。为了确保设备的稳定运行，需要根据该类情况制定科学合理的解决措施，准确识别设备存在的危险源，为设备的运行安全性提供保障。定期开展零部件维修、更换工作的过程中，需要制定零部件的维修、更换标准，根据其性能、属性对其分类，针对不同类型、性能的零部件有针对性地采取检查措施。例如，接线端子对于中波广播发射设备的稳定运行具有重要作用，但该零部件的损耗较大，因此工作人员需要定期对其进行更换，避免在其损坏后引发故障问题。第三，定期对系统进行检查。中波广播发射设备的运行由系统决定，工作人员需要定期全面检查系统，及时发现系统存在的问题。主要检查方法为外观检查法及仪器检测法。具体内容包括：检查高、低压电线架设位置是否合理以及是否存在破损问题；认真检查导体保护管是否存在损坏、锈蚀等问题，明确设备是否存在引下线折断以及焊接脱落等问题；定期对接地装置进行检查，避免接地存在松脱、受损等问题；定期对天馈线金属放电球进行检测，确保其间距满足标准要求，如果存在异常及时进行调整；定期对信号接地、接地电阻以及防雷接地等装置进行检查，确保设备运行能够得到接地装置的保护[7]。

4.2.3 优化广播发射率

中波广播的发射功率对信号数据的传输质量有决定性影响，为了确保设备功能得到充分发挥，工作人员需要重视设备功率的调节工作，开展维护工作的过程中，要根据具体情况对电磁波的传播方向进行合理调整，为信号的稳定传输与发射夯实基础。同时，在设备的安装过程中，需要确保发射装置处于平行或垂直的状态下。另外，不同类型发射天线的传输性能存在明显的差异，目前应用较为广泛的天线类型为T型、L型以及伞型，在具体安装阶段，工作人员需要根据现场情况选择天线类型，确保其功能及作用满足运行要求；同时，要利用专业仪器定期进行检测，明确电磁波的发射方向，对其进行合理调整。

4.2.4 做好天线维护工作

多数情况下，中波广播发射设备极易受到外界自然因素以及人为因素的影响，导致信号整体传输质量不佳，对传输的稳定性造成影响，同时极易引发信号中断问题，对观众的收听收看体验造成不利影响。因此相关工作人员需要认识到天线维护工作的重要性，提高天线维护水平。首先，在雷雨季节需要加强对天线的检测，并且要根据天气预报定期对天线进行检测，如果发现其存在异常情况及时进行有效处理；其次，认真检查天线接地情况，如果设备存在松脱情况必然会影响信号的发射与传输质量，因此需要做好检查工作；再次，要做好天线的灰尘清理工作，因为天线多布设在室外环境，随着时间的推移，绝缘子周围极易出现灰尘、杂质堆积的情况，因此需要工作人员日常做好清理工作，保证天线的稳定运行[8]。另外，进行天线维护工作时，工作人员需要严格遵守相关标准规范要求开展维修工作，最大限度减少天线故障发生。