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1、中波发射台天馈线系统的设计与安装摘要：中波发射台天馈线系统包括中波发射天线、射频传输馈线、天馈线阻抗 匹配网络、地井、地网等设施，是中波发射系统的末端环节。天馈线系统工作性 能直接影响整个发射系统工作的稳定性。本文对中波发射台天馈线系统的结构组 成、工作原理、设计安装进行了详细的论述，与中波同行共同切磋。关键词：中波天馈线；设计原则；安装调试；日常维护引言在中波发射系统中，性能稳定的发射机和天馈线系统是影响播出效果的两个主要因素。 从事中波技术维护的人员都或多或少的积累了不少理论知识和维修方法、技巧，而天馈线系 统的理论知识、设计原则和维修技巧相对较小，因为天馈线系统的整体设计、安装、调试工
2、作大都由发射机厂家或天线厂家来完成。天馈线系统出了故障时，一般都是请厂家技术人员 来处理。因此，天馈线系统的设计、安装和调试是中波技术人员的短板。本文对天馈线系统 设计、安装、进行论述，目的是通过中波天馈线系统的理论学习，更好地掌握天馈线系统的 理论知识、设计原则、安装调试方法，提高天馈线系统的工作效率。1天馈线系统的设计原则天馈线系统的设计范畴包括天馈线类型的选择、匹配网络的设计、防雷装置的设计和接 地地井、地网的敷设几个方面。1.1天馈线类型的选择1.1.1天线的选择常见的中波发射天线有传统的桅杆式拉线天线、自立天线、并馈式中波天线和各种小型 中波天线。在规划新建中波发射天线时，要根据自台
3、实际情况，结合土地条件、资金状况、 环境等诸多方面的情况。如果有足够土地资源的，可优先选用传统的桅杆式天线，因为桅杆 天线建造成本低，安装方便，容易校偏，特性参数也比较好；如果土地资源受限，资金充足 的话，可选用自立式中波天线，它通过自身结构实现自立，不需要占地较大拉线和地网，外 形美观，特性参数好，工作也比较稳定；如果发射台处于城市市区或居民稠密区，地面资源 很有限，就选择新型中波小天线，小天线特性参数和工作稳定度虽不如传统的桅杆天线和自 立天线好，但小天线布点灵活、费用低、安装方便、易于维护、占地面积很小。在土地、空 间严重受限的城区使用也不失为一种权宜之计。1.1.2馈线的选择馈线的作用
4、是将发射机输出的高频大功率信号传输到发射天线。早期的馈线大都采用多 线制馈线。随着新型全固态中波发射机的普及，馈线多以同轴电缆为主。同轴电缆的好处是 易于安装维护，工作性能稳定，不易受外界环境因素干扰，但缺点是比较娇气，外力作用容 易导致馈线的物理变形损伤、漏气进而发生较大的特性变化，另外同轴馈线的发射功率有限 制，超过50kW以上的发射功率后，信号传输的稳定性就变差了，因此，在选择馈线时，要 根据发射机的输出功率和输出阻抗选择不同类型的馈线。1.2匹配网络的设计在中波发射系统中，发射机和馈线的阻抗大都是固定的，例如，发射机输出阻抗为50Q, 我们只需要选择50Q的馈线就行。但中波发射天线不同
5、，其阻抗特性是一个曲线，不同的工 作频率有着不同的阻抗，因此在馈线与天线之间需要一个阻抗变换网络，让发射机输出阻抗 和天线阻抗良好的匹配。匹配网络包括预调网络、阻抗匹配网络、阻塞网络、吸收网络。基 本型匹配网络如图1所示。图2天线系统防雷装置示意图1.3.1放电球放电球在中波发射天线的底部，由两个半圆形金属球体组成，放电球一端接到天线底部， 另一端接地。放电球的作用是，当突遭雷电侵袭时，可以将天线上感应的强大雷电能量释放 的大地，最大程度的避免雷电对发射机的损害。两个金属放电球间隙调整原则是按1kV/m。 另外还要考虑发射功率的大小，发射功率在10kW以下时，放电球间隙以4-5mm为宜；发射
6、功率在10kW以上时，放电球间距以10-15mm为宜。图2中室外放电球为半球形放电装置。1.3.2微亨级电感和隔直流电容在匹配网络中，微亨级电感除了起到预调作用外，还有很好的防雷作用。雷电的主要成 分是低频分量直流电。通过在天线底部加装微亨级电感的方式可以最大程度的吸收雷电的低 频成分。除此之外，为了阻止一部分雷电低频能量进入调配网络，在调配网络和天线之间加 装隔直流电容，也可以最大程度的消除雷电对发射系统的破坏。图2中，电感L0为微亨级电 感，电容C0为隔直流电容。1.3.3移相网络当天线突遭雷击，瞬间形成对地放电短路时，如果发射机在工作状态，也会造成发射机 输出对地短路，如果发射机保护功能
7、还没来得及起控，势必会造成发射机器件损坏。在匹配 网络中加装移相网络，使发射机馈线接口端到塔基形成1800相位差，在雷电对地短路的瞬 间，发射机输出不至于同时对地短路，从而保证发射机器件免受损坏。1.3.4石墨放电器石墨放电器如图2所示，在天线和匹配网络之间，除了室外的半球放电器以外，在室内 还有一级石墨放电装置，通过适当的调整石墨放电柱的间距，可以起到很好的防雷作用。1.3.5防雷地井众所周知，中波天馈线系统的良好接地也是防雷的一个关键因素。如果条件允许的话， 最好铺设较为密集的地网和数量较多的地井。2天馈线系统的安装（1）在设计匹配网络时，为了保证网络工作的稳定性，应尽量简化设计，能用少量
8、元 件完成的功能尽量不要增加元件数量；这样做的好处是既可以减少损耗，又方便调试。（2）当需要双频共塔或多频共塔时，任意两个频率间隔不能太近，原则上两个频率比 值不低于1.25，否则会大大增加调试的困难程度，同时又会增加视在功率。（3）给匹配网络的元件留出足够的冗余量，匹配网络一般都在高压、高温下工作，元 器件的参数一定要留出余量，尽量使用耐高压、耐高温的容抗元件，特别是电容，如果单个 电容达不到标准，可以采用串并联的方式提高耐压性，减少发热量，延长使用寿命。（4）为了尽可能减小本台其它频率对调配网络的影响，最好对本台的其它频率进行吸 收处理。吸收网络的设计原则是：干扰频率接近或频差小于本频率3
9、00K时，增加串联谐振 网络；当干扰频率大于主频率时增加并联谐振网络。（5）给匹配网络增设散热装置。由于匹配网络发热量大，过多的热量积累会造成匹配 网络工作不稳定，甚至会烧坏网络器件，因此，应采根据网络调配间具体情况，做好匹配网 络的散热工作，保证匹配网络工作的稳定性。3结束语天馈线系统是中波发射系统实的末梢环节，也是极其重要的组成部分，做好天馈线系统 的设计、安装、调整工作是降低发射机驻波保护、增加防雷效果、确保系统稳定工作的保证， 同时还大大减轻了备件的维护成本和技术人员的维护强度，提高了发射质量和效率，为发射 台的安全播出打下良好的基础。参考文献：1 庄涛，中波广播发射台理论基础与实践技术手册.光明日报出版社.2014年12.2 包秀兰，中波发射台天线防雷措施系统的改进研究J.魅力中国，2016（1）.
