【广播业务】天线地网对中波广播发射效果的影响分析、中波覆盖效果测试和改进

这是@上海－政军广播电台 转发在“电波之旅－中国广播之家” 微信群中的关于中波发射的业务文章，因为群里多日一直有在讨论识别各种广播发射天线的话题，所以转发一篇这类专业性强的文章也正当其时。文章版权归原作者，名字及单位都在文中有列出。

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天线地网对中波广播发射效果的影响分析

张丹丹　　

河南省新闻出版广电局804中波转播台，河南郑州 450003

摘要 随着我国社会经济的快速发展，城市化建设步伐的逐渐加快，中波发射台的位置已经由以往的城市边缘逐渐变成了城市的中心，城市中的高楼大厦也逐渐将发射塔的天线包围起来，这样一来，天线地网很容易被破坏，它一旦被破坏就会对中波发射的效果造成严重的影响，而中波广播是目前人们获取信息的十分重要的途径，它的破坏给人们生活带来的影响也是巨大的。中波发射天线作为发射设备的重要组成部分，如今天线地网的发展也随着科学技术的提高而更加科学。本文从中波广播传播的特点入手，详细分析了天线地网对中波广播发射效果的影响，并提出了一些改进天线地网对中波广播发射效果的影响的建议。

1 中波广播的特点

中波广播指的是载波频段是531kHz-160kHz，波长是564.97m-187.27m的电磁波。天波和地波是中波广播频段电波传播主要的两种形式，其中地波更加常用。在白天中波广播的天波会被电离层中的D层吸收掉，因此中波广播的天波只能在D层的电子浓度降低或彻底消失的夜间依靠电离层E层进行反射传播，又因为电离层的性质受季节、昼夜、太阳活动的影响较大，常常会出现变化，因此天波传播也会常常处在不稳定的状态。在距离发射台比较近的地方，收到的中波广播信号只要是以地波为主的，并且将地波作为主要的信息服务区。同时，由于中波频率较低的原因，传播距离越长会导致地波越来越微弱，但是这个此消彼长的过程是很缓慢的，因此中波广播比较容易形成稳定的信号接收服务区。除了同场区发射频率的大小对中波广播服务区的范围起着决定性的作用外，还有另一个关键性的因素就是发射天线的频率。近几年，各种信息技术都得到了快速的发展，人们获取外界信息的方式和途径越来越多，但是接收简单的中波广播一直都是社会大众尤其是农村偏远地区的一个重要的生活构成，对于国家应急信息的发布和重大自然灾害的预警方面的作用是不言而言的。

无线电通讯在早期因为技术的限制，使得对天线的架设工作相当困难，因此天线的高度普遍较低，同时它的辐射电阻也较低，使发射效果根本就满足不了社会大众的实际需要。随着科学技术的发展，地绝缘铁塔天线被广泛利用，使天线的高度得到了很大的提升，甚至可以与工作波长相提并论，而且人们开始普遍采用以铁塔基础为中心敷设径向地网的方法，使得因为地损耗而导致的发射频率低的问题被改善，使服务区的覆盖范围得到扩大，并大大提升了服务区的稳定性。

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2 天线地网对中波广播发射效果的影响

1）天线的辐射能量会有一部分被地面所消耗掉，可是地中的能量消耗在不断的增大的同时会导致发射功率的降低，最终导致天线辐射的主电厂慢慢减弱。另外，还会导致中波广播发射信号的覆盖范围逐渐缩小，对信号的可听度和可懂度都造成影响，从而会大大降低中波广播发射的效果。

2）天线地网的主电厂和副电厂之间的相位不同也是导致中波广播发射效果不佳的重要原因，主副电厂间的相位不同将会对整个覆盖区域造成影响，使需要被覆盖的区域得不到覆盖，而不需要被覆盖的地方又常常受到中波广播发来的信号。由于中波信号一般是由地波进行传播，而地波主要是应用垂直极化波，所以，中波发生的天线为了使辐射的面积扩大也大多采用垂直天线。

3）造成中波广播发射效果不佳的原因还在于天线的输入阻抗和辐射阻抗都发生了变化，造成馈线和天线之间的匹配存在问题，影响了中波发射信号的传递。而无线发射天线的底端也由于没有标准的安全地网设备和它匹配，很容易导致发射天线和接地相连，这样一来，发射机设备就很容易受到雷电的攻击，对中波广播发射效果产生较大的影响。

3 改进天线地网对中波广播发射效果的影响的建议

3.1 改进地网铺设，扩宽中波广播发射的范围

由于中波广播发射效果会受到天线地网的布置情况的影响，因此在对天线地网进行铺设时需要格外注意，要把中波发射天线作为塔基的中心，并将频率设置在0.3-0.5倍波长的半径圆内，并将大约120根的3mm的铜线以放射状向外均匀的铺设，将铜线的埋藏深度定在30-50cm，基于中波发射天线周围具体的地理环境，地网线的埋设距离一般都比较有限，那么地网的内环应该是双线圆环的形式，以5m的中波发射天线为直径，而内网的外环也应该是双线圆环。在对内环进行设置时，需要在内环的始端将铜线进行分组，每10根拧成一束，将其与塔基底部基础屏蔽铜皮回流条焊接到一起，作为信号的传递渠道，完成上述的工作，将使中波广播发射的范围被大大的扩宽，并且也有利于提示信号接收的质量。同时，在对地网进行埋设工作时也要十分注意，地网的埋设相对来说更为复杂，对其的要求也更加细致，中波广播的辐射频率、广播的质量在很大程度上取决于地网铺设的质量。而且对地网的铺设是一项隐蔽性的工程，在地网被埋在地下之后，就很难在表面看出它的质量如何，如果地网出现了问题，对它的修护是很难进行的，甚至会导致中波广播的信号发射不出去，所以在进行地网铺设时一定要保证它的高质量。

3.2 预防中波传播天线的阻扰，设置更为有效的技术方案

预防中波传播天线的阻扰可是先从加顶工作做起，加顶可以将电流分布的腹点提高，使天线的辐射范围扩大，所以可对天线的末端进行加顶设计。而为了使中波广播的发射频率得到提高，改善发射天线接地的问题，可以以发射铁搭为中心挖建地井，并再以三角的形式，每隔3m在铁塔的周围挖建三个地井。将中心地井的深度设定为4m，直径设定为3m，并分成4层进行设计。为了暴增地井的地下水分，在对地井进行施工埋土时可以放置大量的大粒盐或者木炭。另外，因为广播电视机房相当于整个网络的心脏，如果它处理不好信号，导致信号的质量不好的话将是无法挽救的，哪怕发射设备再先进也无济于事，因此在中波广播电视机房的设备进行安装和调整时，需要将广播电视机房作为中心，建立高质量的卫星信号接收系统，对于卫星天线的安装设施也要力求合适与高质量，并对其进行天使，保证在多次的对天线的方位、角度等的调整后，可以达到高频头的焦距和极化。总之，要想中波广播发射效果良好，就必须从多方面对可能对发射效果造成影响的因素入手，减弱它们的影响。

张丹丹

河南省新闻出版广电局804中波转播台，河南郑州 450003

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中波覆盖效果测试和改进

邹文婷（江西吉安八四一台）　宋琛晖（江西上饶八二一台）

广播发射机所发射的空中信号在某一处信号有多大，此处的收音机是否能收到，这就涉及到该点的场强及场强测量问题，一般人是不关心的。但广播电台必须知道自己的覆盖范围、收听效果，必须进行场强测量。另外，广电管理部门必须监测本辖区广播信号哪些是本辖区的台，是否有非法的台，这就要通过场强测量来搜索。

中波覆盖效果定义

在我国调幅广播采用中波，其频率范围为526～1606KHz、频率间隔为9KHz。中波覆盖效果的好坏，常用“射频保护率”“收听场强”“有效覆盖区域”等名词概念来描述。

射频保护率——为保证得到满意的收听质量所需要的接收信号场强与干扰信号场强的最小比值，以分贝表示同频保护率26dB ；邻频保护率（9 KHz间隔）5dB。

可用场强——存在自然噪扰、工业干扰和同邻频发射扰的情况下，得到满意的收听质量所需要的场强最小值。

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覆盖区——到达可用场强且收听效果清晰的地域范围。

在测试的时候，我们选择有源环形天线来接收中波信号。环形天线的主要特点是方向性强和对本地干扰的抗干扰性好。天线和场强仪连接电缆线长度在1～3m长，衰减值可忽略不计。场强为电平表读数加上天线系数的一个固定值。

中波场强测试理论计算

中波天线的形式和基本构成，导致中波沿地面传播时损耗较小，传播距离较远，所以中波主要靠地波传播。沿地面传播时垂直极化波的损耗低于水平极化波的损耗，因此中波广播发射天线通常采用垂直极化天线。中波发射天线最初采用Τ型、Γ型和伞型天线，现在多采用均匀截面拉线式或自立式铁塔天线。

中波发射天线的辐射场强与天线形式、发射频率、地网优劣、匹配好坏、地导系数、传播路径、地形地貌等诸多因素有关，判断发射效果的好坏没有简单的办法。理论计算中波场强，我们常用下述公式：

一、地波传播的计算方法。地波传播根据严格的绕射理论公式计算，对某些特定的地导系数作出了地波传播曲线。这些曲线均折算为1千瓦功率。当某地区地导系数为已知时，在距离r公里处的场强可按下式计算：

E（r）= Eo（r）+P +G（dB）……（1）

式中，E(r)是指在距离r处的场强值（dB），P为发射机的功率（千瓦），G为天线增益，Eo(r）为地波传播曲线上查得数据（dB）。

二、发射天线的效率即辐射效率η，是衡量天线将高频电流转换为电磁波能量的能力，是天线的辐射功率Pr与输入功率Pi之比：

η=Pr/Pi= Pr/（Pr +PL）……（2）

式中PL为天线损耗功率（主要是地面损耗，绝缘损耗和导线损耗可忽略不计）。

三、设天线电流为IA，辐射电阻为RA，损耗电阻为RL，则：

η=Pr/（Pr + PL）=RA /（RA +RL）……（3）

提高中波效果的改进方法

我们从上述3个计算公式看到，提高提高覆盖场强可以增加发射功率和提高天线辐射效率的两个途径。当发射功率确定不变时，提高天线的辐射效率来提高覆盖效果是非常好的方法。

从上述第3计算公式得出：提高天线的辐射效率，可以提高天线的辐射电阻RA，也可以减小地电阻RL。

天线的高度决定了天线辐射电阻RA的大小，所以为了增大辐射，就要设法提高天线高度。中波发射天线一般采用1/4λ～1/2λ桅杆拉线铁塔天线，根据频率其高度一般在60～150 m左右。中波天线的辐射场强水平方向图为圆，垂直方向图与天线的高度有关。

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天线地网对中波广播发射效果的影响分析

通常为了提高天线的有效高度，还采用一种办法是——在天线末端加顶，加顶的作用是提高电流分布。

减小天线地电阻RL来提高天线辐射效率，我们常常地埋接地铜网，并且采用碳覆盖地网和增设水塘等等，以此减小接地电阻。

总而言之，在城市迅速发展，高楼林立、电网密布、空中无线频率剧增的当代，中波收听的有效场强由原来的35 dB上升的50 dB,才能更好地收听清晰。因此，改造中波天线和地网，来提高覆盖效果，远远优于提高发射功率，经济高效，节省了每天的高额电量，节省了运行成本。

作者： 邹文婷（江西吉安八四一台）　宋琛晖（江西上饶八二一台）

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