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中波天馈线系统之天线与馈线

2022-12-14张凌

数字传媒研究 2022年8期
关键词:欧姆虚部电抗

张凌

内蒙古自治区广播电视传输发射中心610台 内蒙古 呼和浩特市 010010

1 引 言

中波广播是广播传播的重要的方式之一,广播声音传播离不开天线,中波天线的作用是发送高频大功率信号,是除了发射机之外决定发射质量的重要设备。常见的中波天线有桅杆式拉线天线,加顶式桅杆拉线天线,锥面顶负荷式小天线,自立式中波天线,并馈式接地天线。发射机与天线之间通过馈线相连,中波馈线是指用来传送发射机与天线之间电磁能量的传输线,中波馈线常见种类有笼式馈线和同轴馈线两种。除了天线与馈线之外,中波天馈线系统还包括为了提高天线发射效率的地网,为了减少地网的接地电阻,提高防雷效果的地井,为使天线获得最大的不失真高频功率,抑制射频倒送、吸收外来频率干扰和防雷的天调网络。本文重点介绍中波天馈线系统中的天线与馈线。

2 中波天线

选择中波天线可以遵循以下条件:当土地资源足够时,可以首选桅杆式拉线天线,因为其建造成本更低,安装简便,偏离时容易校准,特性曲线也比较平滑;当土地资源受到限制时,但资金充裕,可首选自立式中波天线,它的优点是通过自身承载结构可以实现自立,不需要占大量土地的拉线和地网,并且外观简洁美观,特性曲线平滑,工作稳定;如果土地资源紧张,发射功率大,又要兼顾调频、电视的发射及抗干扰和防雷问题,应选择并馈式中波天线;当中波发射台所在位置处于市区或者土地资源有限,首选是锥面顶负荷式小天线,它的特性曲线和稳定程度虽然不如桅杆式拉线天线和自立天线,但锥面顶负荷式小天线选址灵活、成本更低、安装便捷、维护容易、占地面积少,干扰小,因此在人口稠密,土地资源紧张的地区更适合使用。

3 中波天线输入阻抗

图1

中波天线阻抗也称作输入阻抗,是中波天线的重要指标之一,天线输入阻抗的大小是中波天线馈电点电压与馈电点电流的比值。中波天线的阻抗的数学表达式为复数R±j,阻抗大小既有实部电阻R,又有虚部电抗±j。不同种类不同高度的中波天线有不同的阻抗曲线,并且随着工作的频率改变而改变。例如610台几种节目的播出频率,如图2所示。当中波天线为76m拉线式天线时,输入549kHz信号时实部阻抗为9.23欧姆,虚部电抗为-217.8欧姆:输入945kHz信号时实部阻抗为45欧姆,虚部电抗为42.2欧姆:输入1305kHz信号时实部阻抗为279欧姆,虚部电抗为278.0欧姆,除此之外中波天线输入阻抗与天线高度、边长、地网、地井及土壤条件有关。以下是常见中波天线阻抗曲线,如图3所示。

图2

图3

4 中波馈线

早期的中波馈线多采用笼式馈线,有6线、16线和24线几种形式,笼式馈线中间导线为热端,传送射频信号,四周导线为冷端,通过馈线杆与大地连接,一般采用直径为6毫米或4毫米的铜包钢作为馈线。由于传统的笼式馈线损耗大,安装复杂,后来多采用损耗少,安装方便的同轴馈线,同轴馈线采用硬馈与发射机连接,内部采用真空分装形式,确保馈线的绝缘度和导电性。同轴馈线由四部分组成,第一层是聚丙烯保护层,第二层是螺纹铜管屏蔽层,第三层是绝缘支架,第四层是导电铜杆,如图4所示。

图4

常见中波馈线有50欧姆80毫米馈管,50欧姆37毫米馈管,50欧姆15毫米馈管。中波同轴馈线的阻抗大多是50欧姆,部分是75欧姆,50欧姆80毫米馈管多用于25至50kW发射系统,50欧姆37毫米馈管多用于10kW发射系统,50欧姆15毫米馈管多用于3kW以下发射系统,如图5所示。

图5

结束语

中波发射系统的重要组成部分是中波天馈线系统,天线作用是将馈线传输的射频电转换为空中传播的电磁波,而馈线则是射频电的传输通道。在中波发射系统中,天馈线系统技术参数直接影响节目收听质量和覆盖范围。由于天馈线系统不容易备份,一旦出现系统故障,则会导致相应的节目无法播出,造成长时间停播,检修中应重点排查天馈线系统,同时加强日常维护,保证天馈线系统的稳定性、可靠性,保障中波广播播出质量。

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