中波发射天线辐射效率分析

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1、中波发射天线辐射效率分析中波广播发射天线的辐射场强与天线形式、发射频率、地X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。笔者从中波发射天线的基本构成和传播原理入手，详细分析了影响天线辐射效率和中波场强的主要因素，阐述了维护和保护好中波发射天线、天调X络、馈线、地X等设施的重要性和必要性。现在许多中波发射台面临搬迁，在发射台选址、天线选型时要尊重科学，要从广播的覆盖效果和城市电磁环境等因素综合考虑，要兼顾社会效益和经济效益。关键词：辐射效率；场强；辐射电阻；地X；地导系数；传导电流中波发射天线的辐射场强与天线形式

2、、发射频率、地X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。长期以来一些发射台形成了一种只重视机器，不重视天馈线系统的倾向。孰不知，没有足够的场强作保证，发射机指标再好、效率再高，收音机也听不出好的效果。随着经济的发展和城市规模的扩大，原本城郊的中波发射台已逐步被城市建筑所包围，天线场地、地X遭受蚕食、侵占、破坏的事情时有发生，许多中波发射台面临被迫搬迁的问题。这些都严重影响了中波广播发射天线的辐射效率，大大降低了中波广播的覆盖效果。本文从中波发射天线的基本构成和传播原理入手，

3、分析影响中波发射天线辐射效率和场强的主要因素，阐述维护和保护好中波发射天线、天调X络、地X、场地等设施的重要性和必要性。强调在发射台选址、天线选型等方面要坚持原则，尊重科学，要从广播的覆盖效果、城市电磁环境等因素综合考虑，要兼顾社会效益和经济效益。1中波天线的形式和基本构成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。如图一所示。中波广

4、播天馈线系统一般包括：铁塔、天调室（天线调配X络）、馈线和地X等。如图二所示。中波天线以馈电方式可分为并馈式和串馈式，如图三所示。串馈式主要用于底部绝缘的铁塔天线，如桅杆拉线绝缘天线、绝缘自立塔等（图一所示）。并馈式主要用于塔体直接接地天线。并联馈电的优点是底部不用绝缘子，可以简化防雷设施，减少拉线，从而减少了方向性畸变，但它的主要缺点是天线底部电流大。目前国内出现了许多中波小天线，有锥面顶负荷式、谐振腔式、曲线式、双锥式等。这些小型天线大多是利用了天线的不同加顶原理，在减少了天线占地面积的同时也降低了天线的辐射效率。所以在选

5、用小天线时要根据台站具体情况，综合各方面因素，权衡利弊、慎重考虑。2影响中波天线辐射效率的因素中波垂直天线的损耗包括导线损耗、地面损耗和绝缘损耗。导线损耗也叫铜损耗，它和绝缘损耗一般较小，可以忽略不计。所以，中波垂直天线的损耗主要是地面损耗。地面是中波天线电流回路的一部分，如图四所示，IP为离天线底部距离P处的总径向电流，IA为天线输入点的电流，Iε为位移电流。输入天线的射频电流通过空间的位移电流，地面的径向电流构成回路。天线的高度不同时，地电流在径向距离不同处的分布情况也不同。天线高度H低时，径向距离近处的地电流大，且天线辐

6、射电阻小。在P=λ/2附近（λ为波长），不论H为何值，IP都趋于一固定值。在P>λ/2的区域，则属于辐射场，其损耗属于传播损耗。发射天线的效率即辐射效率，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。即：η=Pr/Pi=Pr/（Pr+PL）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）。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）由上式可以得出，提高天线辐射效率的途径有两个，一是提高天线的辐射电阻RA。二

7、是减小地电阻RL。3提高天线辐射效率的途径3.1增加天线的有效高度，提高天线辐射效率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60～150m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。中波天线存在天波和地波两种辐射，为扩大服务范围，我们希望在地平面上的场强愈大愈好。但当天线高度超过λ/2时开始出现副瓣，在较近距离处就有天波，从而形成干扰地波的衰落区。图五为天线的相对高度（h=H/λ）等于0.

8、3、0.5、0.64、0.7时的辐射场型图。如图所示，当天线高度大于0.5λ时出现副瓣。随着高度的进一步增加，副瓣的辐射能量也增加。天线高度等于0.64λ时，地面场强达到最大值，但对于中波天线而言，并不单纯追求地波辐射最强，还要考虑高仰角辐射时天波引起的衰落区远近的问题。对推