中波双频新型发射系统的设计与建设

中波双频新型发射系统的设计与建设

摘要 随着土地资源的日益紧张，中波广播发射台的建设逐步摒弃传统的拉线塔天线，各种新型天线应运而生，在地网受限、塔高受限的条件下某中波转播台承担了中波603khz、972khz 两个频率的转播任务，双频共塔25kw发射从实际出发因地制宜，大胆创新，取得了较为的工程建设和播出效果。 关键词 中波广播发射；新型天线；双频共塔

中图分类号tn938 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）50-0225-02 1 场地条件及铁塔的选用

建设前，已有两部发射机共塔，其发射天线为120m拉线塔，拟建塔可用场地9亩，落塔点距原塔点150m，距机房120m，场地周围是稻田地，电导率优于0.01ω/m。由于可用场地远小于半径120m的理想场地，无法使用传统的桅杆式拉线塔，新型绝缘自立塔的问世，解决了这方面的问题。

2 603khz、972khz两频共塔25kw播出的覆盖

603khz、972khz两频率的波长分别为495.5m和300.8m，120m塔高相对于972khz 频率来说不足，相对于603khz 频率约，可知120m对地绝缘自立塔优于天线的发射效果。

603khz、972khz属中波广播频段的中低频段，具有良好的地波特性。

对于603khz、972khz来说，用1kw功率发射，100km处场强的理想值e＞1mv/m，由公式可知，25kw发射时，100km处场强的理想值e＞5mv/m，满足服务区的场强要求。场强的实际值主要还受地理地貌和天线效率的影响。 3 天线效率

天线的效率是系统建设追求的主要目标，确保在85﹪以上，因此系统建设必须进行效率分析。

中波天线终端开路为驻波天线，天线电流按正弦规律分布，天线末端为电流节点，对603khz，其波长λ1=495.6m，=124m；对972khz，其波长λ2=300.8m，=150.4m。沿铁塔40m以下即在铁塔周围40m以内存在着较大的电场能量分布，尤其是603khz频率近区能量分布距天线越近能量越强，由天线电磁场理论可知，该区域内电场为感应场，它的能量不仅在其电场和磁场间交换，而且还与场源交换，是产生地损的主要部分，以天线的底电流ia为参考，地损为p，地损的等值电阻为r，则天线的效率由式决定，由此可知提高效率的积极办法是加大天线的辐射电阻ra，但在天线高度和天线结构一定的情况下，ra已基本确定，为此必须减少地损r，即在天线感应的场区内铺设地网，由以上分析可知，该天线的周围铺设半径40m的地网能有效减少地损电阻r，不同高度的天线在加设地网后的损失电阻r1和效率η比较测试，加设合适的地网，理论上可使603khz频率的发射效率达到90﹪左右，972khz频率的发射

效率达到94﹪左右。 4 地网建设

4.1 地网的根数和长度

在场地所能达到的范围内，埋设密度尽量大，半径尽量长，采取120根辐向射线构成的地网，半径40m左右，此时603khz频率的发射效率达到90﹪左右，972khz频率的发射效率达到94﹪左右。 4.2 多点接地

提高天线的发射效率是系统建设追求的主要目标，在塔高、地网半径和地网密度一定的情况下，采取多点接地的办法，可有效提高天线效率。

多点接地较之单点接地具有以下几个方面的好处：多点接地有效降低地损电阻r，多点接地有效减少了感应场对场源的影响，有效降低地损能量，提高天线效率。 5 铁塔的设计

由于中波铁塔天线结构复杂，物理尺寸较大，分布电容不可忽略，一般情况下同等高度的拉线天线其辐射电阻和输入特性阻抗优于自立塔天线。这是由公式决定的。式中，h为天线高度，为ｒ为天线半径，所以一般中波自立塔的几何尺寸采用尽可能小的边宽，这是自立塔的不足之处。针对自立塔的不足，我们对发射塔进行了重新设计，在几何形状上做一些变化以适应电磁能量辐射的需要。在辐射能量集中的高度适当增加塔体仰角，对于同等高度的电场能

量可以较远的辐射，有效地提高了辐射电阻。由图二、图三可知，其能量分布集中在90m以下。为使该高度内塔体有较大的仰角，铁塔结构90m以上基本上是垂直上升。铁塔的基本结构及尺寸：塔高120m、底部为边宽11m的等边三角形，高90m处为边宽1.5m的等边三角形，顶部为边宽1m的等边三角形。 6 指标测试 6.1 服务区场强测试

中波台原有120m拉线塔一座，地网半径150m，地网根数120根，相对于1143khz频率，塔高接近0.53λ，可视为标准天线，发射功率也是25kw，同等条件下603khz、972khz、1143khz的场强测试，可知新型天线优于传统标准天线的发射效果，与理论分析值基本相当。系统运行时工作在甲级状态，两年来稳定可靠，无台内停播事故。

6.2 天线特性阻抗测试

中波天线的输入阻抗是天线的重要参数，它决定了天线匹配网络形式的选择以及匹配元件参数的大小。由于中波铁塔天线结构复杂，天线物理尺寸较大，分布电容不可忽略，理论计算时会遇到很多困难，因此，很难找到计算出的实际的中波天线输入阻抗数据，传统的桅杆式天线的阻抗频率特性较为尖锐，有较高的输入阻抗；本设计天线阻抗变化曲率比较小，通频带较宽。 7 工程建设总结

中波双频新型共塔发射系统较之传统的拉线天线具有明显的先进性，从根本上解决了天线占地、地网占地问题，较之社会上部分使用的新型小天线也具有大功率双频使用优势，其成熟性和稳定性更非其他形式的天线可比。首先120m对地绝缘自立塔的设计安全系数和工程安全系数较高，已在国内长期使用，设计理论成熟，架设工艺成熟；其次建造与设计所依据的基本理论成熟。 中波双频新型共塔发射系统具有较高的经济效益和社会效益，极具推广应用价值，不仅因为其稳定可靠，节省大量土地资源，还因为它是在实践中发展和产生的，适合中波建台特点的基础设备设施。