天線地網改造分析

1、天線地網改造分析 摘 要：為進一步提高中波發(fā)射信號質量，機房對1008KHz 發(fā)射機地網進行改造，本文簡述了地網敷設方式以及其敷設的重要性，通過理論分析對本次地網改造進行了技術論證。 關鍵詞：天線；地網；輻射場強；輻射效率；地損耗 1 改造背景 隨著城市化建設步伐的不斷加快，四號中波發(fā)射臺已經由原來的城市邊緣變?yōu)槌鞘兄行?，發(fā)射場區(qū)被周圍新建的高層住宅以及廠區(qū)內日漸茂盛的樹木所包圍，為了進一步提高中波發(fā)射信號質量，增強輻射強度，擴大輻射范圍，達到收聽效果優(yōu)質的服務要求，遂我們機房對1008KHz發(fā)射機的地網進行全面的改造。 2 地網敷設 1、中波廣播傳播的特點 中波廣播頻段的傳播主要有天波和地波

2、兩種形式，主要以比較穩(wěn)定的地波為主。另外，中波因為頻率較低，會使得地波隨著傳播距離的增加而逐漸的減弱，但是減弱的速度較慢，會形成一個比較穩(wěn)定的中波廣播的信號接收服務區(qū)。地波服務區(qū)在數十公里至上百公里，地波服務的信號強度比較穩(wěn)定。在沿地面?zhèn)鞑ブ校怪睒O化波的損耗低于水平極化波的損耗，所以地波服務的中波都采用垂直極化天線，以獲得垂直極化的地面波。 2、敷設地網的重要性 在發(fā)射機功率和天線高度確定的條件下要想提高天線輻射場強，就要提高天線輻射效率，而影響輻射效率的主要因素是天線損耗。天線的損耗包括導體損耗、絕緣子損耗、地損耗。由于導體損耗、絕緣子損耗與地損耗相比極小，可忽略不計，因此我們只需要考慮地

3、損耗的影響。而減少地損耗的方法是在天線底部敷設地網，良好的地網能為天線電流回流過程提供一個良好的通路，這樣就相當于在大地和天線之間跨接銅線，地損耗就會變小，天線輻射效率也隨之增加，場強增大。所以設計、敷設一個標準的地網，能減少地損耗，提高中波天線效率，擴大覆蓋面積。 3、敷設地網的方法 地網是以發(fā)射塔底部中心為圓心，以扇形狀均勻向外敷設，用2mm 3mm 的銅導線每隔3向外敷設一根地網線，數量為120根，地網的埋設深度一般為30cm 50cm， 以不受破壞為原則。 3 地網不良的主要表現 1、天線輻射能量有一部分損失在地面造成發(fā)射功率不足，覆蓋范圍縮小。 2、主電場與副電場相位不一致，覆蓋區(qū)域

4、變化、需覆蓋的區(qū)域覆蓋不了，不需覆蓋的區(qū)域又可收到信號。 3、天線的輻射阻抗和輸入阻抗也發(fā)生變化，使阻抗不匹配，給天線與饋線之間的匹配造成很大困難。 4、在發(fā)射天線接地端，如配備的安全地網不合標準，易造成發(fā)射機設備遭雷擊。 為了提高天線的輻射場強，提高覆蓋范圍，就必須盡量減小天線損耗，因此天線地網的建設不可小視。 4 地網改造理論分析 當某地區(qū)的有效地導系數為已知時，在距離發(fā)射天線r（km）處場強可由下式決定： E（r）=E0（r）+P +GT （1） E（r）：在距離r（km）處的場強值；E0（r）：1kw有效單極輻射功率時在距離r處的場強值；P：發(fā)射功率；GT：天線增益。 由上式可知，發(fā)射

5、功率一定，提升天線增益，場強隨之增大。而天線增益和天線輻射效率有關。天線增益（GT）是天線理想增益（G0）與天線輻射效率（）的乘積，如下所示： GT=G0 x （2） 天線輻射效率（）是天線輻射功率（Pr）比上天線輻射功率與天線損耗功率（PL）之和，如下式所示。 = Pr / （Pr + PL） （3） 在輻射功率恒定的條件下，損耗功率（PL）的大小直接影響天線效率（）。綜合公式1，2，3可得出，降低損耗功率（PL）可提高天線輻射效率（），輻射效率（）提高天線增益GT隨之增加，從而達到提升場強E（r）的目的。 將公式3展開，得=I2Rr/（I2Rr+I2RL），可得 =Rr / （Rr + R

6、L） （4） 將公式（2）代入公式（1），可得 E（r）=E0（r）+P+ 10logG0 + 10log （5） 將公式（4）代入公式（5），可得 E（r）=E0（r）+P+10logG0+10logRr/（Rr + RL） （6） 設改進前后的E（r）為E（r）前和E（r）后，則前后兩次的增益就可以通過公式（6）求得 E（r）后E（r）前=10logRr/（Rr+RL后）-10logRr/（Rr+RL前）=10log（Rr+ RL前）/（Rr+RL后） （7） 由于地損耗電阻計算公式為 將相關參數帶入上式，可求得相應的地損耗電阻RL，再將其帶入公式（7）可計算出增益變化。 以塔高76m的輕

7、型塔為例，天線輻射電阻為36.6，地網半徑r為55m不變，提升地網根數N，從120根增加至240根，降低了地損耗RL，從0.78降至0.25，天線輻射效率從94.80%提升到99.30%，對于提高天線輻射效率是有效果的，本次機房地網改造是有可實施性的。 5 地網改造具體實施 根據上述理論分析為依據，本次改造機房在原有的120根銅線地網基礎上又加密鋪設了120根銅導線，鋪設方式為與原地網交錯鋪設，埋設深度為30cm，將這120個導線端點均勻焊在一條銅帶上，再將銅帶的兩端與天線塔底兩個地級進行焊接，以形成良好的傳遞渠道。除此之外，還將塔底生長較為茂盛的樹木進行了消冠處理，最大限度降低樹木遮擋造成的

8、影響。這樣會有效地提升中波廣播發(fā)射的范圍，提高信號接收的質量。 本次改造以理論分析指導具體實踐，通過加密地網敷設的方式來降低地損耗，提高天線輻射效率，達到提升中波廣播發(fā)射的范圍和提高信號接收質量的最終目的。 6 結論 由于四號機房面臨著搬遷擴建的問題，所以本次地網研究分析不僅為1008KHz發(fā)射機地網改造提供了理論依據，也為今后新發(fā)射臺建設時，地網的敷設方式和具體的敷設參數選取提供了理論指導，所以本次研究是有著實際應用意義的。隨著城市化建設的不斷加快，中波廣播發(fā)射的效果會受到各方面的影響，我們一定要根據中波廣播傳播的特點查找影響中波廣播發(fā)射信號的因素，只有這樣才能更好地提高中波廣播的發(fā)射信號質量，達到更佳的收聽效果。 參考文獻 1 何大中 廣播電視技術手冊第1分冊系統(tǒng)與覆蓋