庄 涛   胡 越           潢川中波转播台

   卢光辉                           信阳中波转播台

摘要：为了解决传统中波发射天线的拉线、地网占地大的现实问题，我台于08年新上747KHz（25KW）农村广播，采用了陕西广通电子科技有限公司生产的33米中波小天线，与传统天线性比，具有占地面积小、安装方便灵活、天调匹配简捷、易于维护保养等特点。 经过近三个月的安装调试和不断改进，现已正常稳定工作，现就中波小天线技术特点、安装方法、使用中出现的问题及改进方法做些初步探讨。

关键词：新型中波天线   地网建造   电磁环境   天线改进   

一、 技术特点                    

1、天线全称：锥面顶负荷套筒式中波小天线  

2、创新点及原理：利用锥面缓变原理，降低终端反射和谐振频率，由于椎体比较大，对地形成了一定的电抗，提升了容抗，使天线的谐振点下移，从而有效地降低了天线的高度，斜面是 7米的椎体其有效谐振高度为40米左右，加之垂直发射体高度，天线有效高度近似为76米；采用套筒式大直径（1100mm）发射体，抗风能力是传统天线的两倍，提高了天线的输入阻抗，减少天线的阻抗变化率，从而有效的提高了天线的辐射率和频带带宽。

3、主要技术参数：功率：25KW ；载波点：VSWR≤1.03；工作带宽：F≥20KHz；匹配阻抗：（50±1）±j0.5Ω(载波时)；增益：≥3DB；极化方式：垂直极化；方向性：水平面内全方向；电磁波传播方式：地波传播为主、天波为辅。

二、天线的安装

1、基座建造：天线底座采用钢筋水泥浇灌，基座主体深 3米（含地上部分），长和宽都是1.8米，在浇灌混凝土之前，将16根标准螺杆按天线厂方规定的尺寸位置摆放好，然后再和基础内的钢筋牢固焊接一起，采用一次浇灌成型，在浇灌水泥时还要不断地校正16根螺杆，必须保证螺杆之间的距离分毫不差。图一为天线基座正面图。

   2、天线主体安装：套筒式天线，顾名思义，为若干节筒式结构，安装时，使用20吨吊车，自下而上吊装，在安装椎体时，由于20吨吊车在一定高度时，吊车臂与承重钢丝之间的角度小，椎体边沿碰触吊车臂，无法吊装椎体。考虑到吊装椎体的安全，我们先拆除部分椎体，留下一个缺口，在吊起椎体时让吊车臂对准缺口，吊装一次成功，最后再将椎体缺口安装完整。

3、地网的铺设：地网线以中波小天线塔基中心为圆心，以半径为10米的内射状向外均匀敷设72根（每隔50一根）直径3mm的铜线，埋线深度为30-50cm。地网外环为双线圆环，双线圆环与每根地网线的尾端相连，每根地网线的尾端连接一根50 cm长的铜条，铜条直径不低于0.6cm，垂直插入地下，地网内环是以天线基座为圆心，直径为3米的双线圆环，内环向中心每9根铜线拧成一束共8束，与铁塔底部基础屏蔽铜皮回流条焊接好，每根铜线的内外环接点最好用氧气加铜焊条焊好，见图二。

图二（地网敷设示意图）

地网敷设质量的好坏，直接关系到天线的辐射功率和播出质量。地网一旦埋入地下，就成了永久工程。地网出现问题，不仅维护困难，更难于判定故障点，所以铺设地网工作，一定要做好每个细节，确保十分可靠。

三、天线的改进

按照设计要求完成天线主体安装和地网铺设工作后，又建造了天调网络调配间和两个地井，调配间和地井的建造方法与传统天线一样，（为了确保发射效果，建议应将地阻降到≤0．4Ω）。在完成发射机和天线网络的联调试机时，出现以下问题：在无载波的情况下，发射机功率最只能开到10KW（农村广播设计为25KW）,天线零位过大，发射机驻波保护。加上载波时，功率最大只能开到5KW。

针对上述问题，我们从天线外围电磁环境、发射体内外馈线、天线拉线等几个方面作出改进。

1、电磁环境的影响：按照天线的设计，对比其他单位使用小天线的情况分析，影响发射效果的最大可能是环境及电磁辐射的影响，我台其他两座中波天线，距离小天线都在100米以上，只有一个76米天线距离小天线近，距离不到30米，而且是接地天线，现已停止使用，由于距离小天线比较近，分析可能对小天线的阻抗产生影响，还有可能对小天线的发射产生反射和切割，在经过慎重考虑并请示上级部门的同意后，决定拆除76米接地天线。天线拆除后，新型中波小天线在747 KHz频点上的阻抗由原来的5.5Ω提升到9.5Ω，虚部由原来的124Ω降到47Ω，天线带宽由原来的9 KHz提升到了13KHz。重新调试天线网络，开机试播，在不加载波的情况下，发射机功率可升至25 KW，而且可以长时间工作，加上音频信号，功率最大可升值20 KW，由此证明，76米接地天线对小天线的影响是非常大的。通过此事提醒我们，在新天线选址时，一定要考虑电磁环境的影响，应尽量不要在原有天线附近建造新天线。

2、发射体内外馈线的改进：按照小天线厂家的设计，小天线内部馈线和调配间到天线主体的馈线都是采用直径4CM的不锈钢管制作，在试播期间，发现这些馈线发热比较明显，分析后认为，可能钢管导电特性不好，用作高频大功率馈管，会产生的较大的损耗，才导致钢管温升过高。于是决定用铜管代替不锈钢钢管，使用80馈管的内芯代替不锈钢钢管，将小天线绝缘子以下直到网络调配间的钢管全部换成80馈管，注意80馈管的屏蔽外铜皮不要接地，否则就改变了整个天线的阻抗，改造完成后，测得天线阻抗实部为11.5Ω虚部20Ω，天线带宽由原来的13 KHz提升到15KHz，重新调试天线网络，开机试播，发射机功率在载波情况下可以开到25 KW，经过几天的试机，工作基本稳定，只是偶尔出现天线驻波报警，估计可能是信号源没有加均衡器的缘故。

3、拉线的改进：为了更好地提升天线的阻抗特性，受传统天线加顶的启示，决定对小天线的拉线进行改进，原设计小天线的拉线和传统天线一样，绝缘子自下而上，逐渐增多，考虑到能不能将绝缘子的稠密顺序颠倒过来，让最上面三根拉线的绝缘子下移，拉线上部留有一定的长度度，相应增加天线的蝠翼度，通过与厂家工程人员的协作，按此想法进行了改进，如图三，是拉线改进前后对照图，改进后，测试天线阻抗实部16Ω，虚部4.2Ω。验证了预想效果。

图三（拉线改进示意图）

  4、防水罩的改进：经过一段试播，机器基本稳定，后来发现，在降雨时，发射机频繁出现驻波保护，通过对天线进行细致观察，没发现有打火放电现象，套筒天线整体封闭紧密，只有天线中部绝缘子上有进水的可能，为了防止溅水，厂家已经设计安装了防水罩，只是防水罩太小，仍有一半绝缘子裸露在外，通过给厂家沟通，厂家重新设计并制作了一个能够完全罩着绝缘子的防水罩，更换后，再没有出现下雨时发射机驻波保护的现象。

四、使用效果

通过上述一系列的改进，小天线已正常投入使用，载波功率25KW，综合指标测试达到甲级以上，通过场强测试，近中远场区场强衰减平稳，在开阔地带，100公里内的场强与桅杆天线、自立天线的场强基本一致，在山区地带，小天线的场强略逊于其它天线。与传统天相比，小天线的阻抗变化率稍大，受四季环境温度影响比较大，但是小天线具有结构简单、占地面积小、高度低、频带宽、抗风抗雷击、便于维护等特点，在不断改进的基础上，相信新型中波小天线具有广阔的市场前景和显著的社会效益。

参考文献：《新型中波小天线的技术特点及安装说明》  

 陕西广通电子科技有限公司

《天线与电波》   西安科技大学出版社