新型中波小天线安装调试中应注意的几个问题

摘　要：为解决传统中波发射拉线天线、地网占地面积大，用地紧张的矛盾，我省2008年试探性的在潢川中波台发射747KHz（25KW）农村广播时，采用陕西广通电子科技有限公司生产的33 m抛物面中波小天线，通过三年来的调试与不断改进，运行良好，与传统天线相比，具有占地面积小、安装方便灵活、天调匹配简捷、易于维护保养等优点，为用地紧张的中波发射台（站）提供一种选择。 本文仅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

1　技术特点
1.1　天线全称

锥面顶负荷套筒式中波小天线  
1.2 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 m的椎体其有效谐振高度为40 m，加之垂直发射体高度，天线有效高度近似         (新型小天线全景照片)
为76 m；采用套筒式大直径（1 100 mm）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。
1.3　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。
2　天线的安装
2.1　基座建造

天线底座采用钢筋水泥浇灌，基座主体深3.0 m（含地上部分），长和宽都是1.8 m，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。
2.2　天线主体安装
套筒式天线，为若干节筒式结构，安装时，使用20 t吊车，自下而上吊装，在安装椎体时，由于20 t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
2.3 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10.0 m的内射状向外均匀敷设72根（每隔50一根）直径3 mm的铜线，埋线深度为30.0～50.0 cm。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50.0 cm长的铜条，铜条直径不低于0.6 cm，垂直插入地下，地网内环是以天线基座为圆心，直径为3 m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，关系到天线的辐射功率和播出质量。因此，铺设地网要严谨细致，注重每个细节，确保十分可靠。
3　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，发射机功率最大只能开到10 kw（农村广播设计为25 kw），出现天线零位过大，发射机驻波保护。加上载波时，功率最大只能开到5 kw。
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做出改进。
3.1　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100.0 m以上，只有一个76.0 m天线距离小天线近，距离不到30.0 m，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76.0 m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124.0Ω降到47.0Ω，天线带宽由原来的9 KHz提升到了13 KHz。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，76.0 m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[1]。
3.2　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4.0 cm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20.0Ω，天线带宽由原来的13 KHz提升到15 KHz，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。
3.3 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      

  图三（拉线改进示意图）
定的长度，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16.0Ω，虚部4.2Ω。验证了预想效果。
 3.4　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。
4　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25 kw，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 km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。与传统天线相比，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
[1] 新型中波小天线的技术特点及安装说明. 天线与电波. 陕西广通电子科技有限公司. 西安科技大学出版社，23.