1、中廣播發射天線 褚國楨 搜集整理中波主要靠地波傳播,由于地波傳播應用垂直極化波,因此中波發射天線都是采用垂直天線。為了增大輻射,可在天線末端加頂,加頂的作用是提高電流分布的腹點,從而增大輻射。同時,在天線末端加頂,還可以加大天線對地的電容,電流分布均勻,縮短天線高度,提高輻射電阻,避免發生過壓現象等,為了提高效率,減小地損,中波發射天線一船需要鋪設地網。中波廣播發射天線常采用導線天線和鐵塔天線,不采用定向天線,有時由于地形或服務區的需要,則采用定向天線。在短波范圍內,主要靠天波傳播,短波通常采用架空的天線,架高天線可以避免經由地面波傳播所招致的損失。對于垂直天線離開地面1,水平天線離開地面0.

2、2以上即可忽略地面波的作用。短波天線多為水平架設,因水平天線的架設便利,饋電方便,干擾小,方向性比較穩定。此外,為增加頻寬采用籠形天線。本章還介紹了菱形天線,以及為了解決中波天線一頻一塔占地大、成本高的問題而采用的中波多頻共塔匹配網絡。中波垂直接地天線一、 電流分布和方向性圖中波廣播大部采用單根垂直接地天線,如圖5-l 所示。這種天線的方向性圖在水平面上是個圓。適合于廣播的要求。因為天線的終端開路,所以它是駐波天線。天線上的電流分布可以認為是正弦規律的,天線的末端為電流的節點。圖5-2為天線高度等于/4和/2的垂直天線的電流駐波和電壓駐波分布圖。 天線的方向性圖可利用對稱振子天線的輻射公式進行

3、計算即(3-56式:60cos(cos cos |sin al alE r =當天線很短時天線的方向性圖與接地短天線的相似,當天線高度逐漸加大時,輻射能量逐漸向地平面方向集中,當天線高度超過/2時開始出現副瓣,圖5-3是幾種高度的垂直天線在垂直面上的輻射場型圖。 為擴大服務范圍,我們希望在地平面上(即仰角為00的場強愈大愈好。圖5-4為輸入功率為l 千瓦,不同高度天線在水平方向1公里處產生的場強(毫伏/米,由此圖可以看出,地波的最大場強出現征0.625H =。單純從這一點來說,天線高度為0.625H =最好。如果發射仰角愈小,則對電離層的入射角愈大,結果跨開距離愈遠;反之,如果發射仰角愈大,跨

4、開距離愈近。對于0.625H =的發射天線,具有高仰角的副瓣,因此在較近距離處就有天波,從而形成干擾地波的衰落區。為此,0.625H =的天天線實際上很少采用。而/2H =左右的天線,地被服務區介于0.625H =和0.25H =之間,既有較強的地波,而高仰角的輻射要比0.625H =和0.25H =的天線都小,雖然有低仰角的天波,由于它的跨開距離較大,一般可以推出地被服務區以外,從而避免了天波干擾地波所形成的衰落區。為了盡可能大的增大輻射場強,但又要避免高仰角的副辯,實際經驗證明,以采用0.53H =為宜。 二、天線發射天線不可能是理想導體,有電流通過就有損耗,天線下面的絕緣物也存在漏電流。

5、而且,垂直接地天線的電流 必須經過地回路才能同電源接地,因此就有地損耗,以天線的底電流A I 為參考,地損失為P,地損失的等值電阻為g R ,則/g AR P I =,天線的效率由下式決定:1Aa A R R R =+其中:1g c i W R R R R R =+,c R 是串聯在天線回路的調諧線圈的等值損失電阻,i R 是絕緣損失的等值電阻,W R 是銅損失的等值電阻,所有這些電阻(包括r R在內都是以天線底電流為參考點。相對場強0.40.20.8/H 圖5-4 垂直天線的電場強度4H =2H =0.625H =圖5-3 垂直天線在垂直面上的方向性圖中波天線的a 一般為70%-80%。由式

6、可見,提高效率的積極辦法應當是加大天線的輻射電阻。垂直接地天線最常采用半波長的天線高度,此時輻射電阻約為100,即為全波振子輻射電阻199A R =的一半。二、 輸入阻抗天線曲輸入阻抗in Z 相當于有損耗的開路傳輸線曲輸入阻抗,圖5-5為鐵塔天線輸入阻抗的實測值。 三、 垂直天線的地網在中波天線中為了提高天線的效率,減少天線的損失更顯得重要。天線的損失有銅損失、絕緣損失和地損失三種,天線的銅損失和絕緣損失一般可以忽略不計,主要是地損失影響最大。11020408010020040000.10.20.30.40.5H/inR inX輸入阻抗圖5-5 鐵塔天線的平均輸入阻抗地面是中波接地天線的回路

7、(圖5-6,當電流通過地面時就會產生損失。為了提高天線的效率,盡量減小這項損失,應在地面下鋪設地網。由有關公式可以證明,損失功率隨著離開天線底端的距離的增大而減小,地損失主要集中在天線底附近。因此地網一般長度約為半個波長,而大于半波長以外的范圍地電流雖有相當大的數值,但它已不屬感應場范圍,而屬于電波傳播的損失,與天線的效率無關。 電源地電流圖5-6 接地天線的電流回路圖5-7 地網表5-1(見下頁為不同高度天線在加設地網前后的損失電阻與效率比較。由表可知: 高天線即使不設電網,也有較高的效率。1、/22、短天線加設地網后,效率大為提高,可與半波天線相當。=,若用 n = 15 比,對于導電良好

8、的地面(=0.01西/ 3、地網長度與地面土壤性質有關,對于300m米導線長不超過30米,對于導電不良的地面=0.001西/米導線不超過70米。除了在地F埋設地網的方法以外,也可以在地面上鋪設地網,稱為平衡網。表5-1 加設地網前后比較(= 300米,= 0.01西/米無頂天線高度 /20(15米 /4(75米 /2(150米 底或腹點電阻(歐 1 36.6 99.5地的損失電阻和效率 R1R1R1(110cm直徑接地桿 14.5 6.5% 25.2 63.3% 6.4 94.0%(2n=15,長25米 0.96 51% 8.7 63.3% 6.4 94.1%(3n=120,長150米 0.0

9、72 93.3% 2.13 80.7% 6.5 96.7%加頂加載垂直天線無頂天線架設及維修有很大困難,長期以來很多人研究用矮天線來取代高天線,但都沒有獲得滿意的結果,不過許多補救措施早已采用,如加頂加載天線,即在垂直天線的頂上增加平頂的水平部分,或在垂直天線的頂上,加適當的電抗負載等。不管采用哪種方法,都是為了提高天線的有效高度,改變電流在天線上的分布,把電流駐波腹部往上移,以便增強輻射效果。其次,也希望天線垂直部分的底部能處于電流駐波的波谷附近,這樣的天線輸入阻抗高。地損就能相對的減弱。一、加頂天線有平頂式和折合式兩種,而平頂式又有型和T型兩種,T型水平頂可以用單根導線,也可以用許多根導線

10、并聯。折合平頂垂直天線區有很多種,其目的是為了抵消水平部分的高仰角輻射,而且不妨礙電流駐波往上移。圖5-8是三種天線示意圖。圖5-9為r型天線的電流分布,圖5-10為T避天線的電流分布,由于電流駐波波谷在開路的終端,故三種天線都能把駐波波腹往上移,從而增強了天線垂直部分的發射效果。電 流駐波波腹往上移,相當于增加了天線的有效高度,加大了輻射面積。圖5-8 加頂天線 圖5-9 型天線的電流分布 圖5-10 T型天線的電流分布但是我們只希望天線的水平部分起導致電流駐波波腹往上移的作用,并不希望它成為輻射體。因為水平部分主要是高仰角的輻射,被電離層折射下來將形成對地波的干擾區,從擴大地波服務區的觀點

11、來說,水平部分的輻射是一種輻射損耗。由圖5-8可見,型天線的輻射損耗最大,T型天線則大有改進,因為水平部分兩半邊電流方向是相反的,由兩半邊電流所構成的輻射損耗相位相反,基本上抵消了,因而就增強了垂直部分的輻射,使地波加強。折合式天線在減小輻射損耗方面效果更好,它可以把水平部分的輻射更加抵消。與半波垂直天線相比,理想的加頂天線,最好是水平部分的等效高度為/4,垂直部分的高度也為/4,這樣電流駐波的波腹點,可以移到垂直部分的頂端去,而電流駐波波谷恰好在垂直部分的最下端即天線的饋電點。如圖5-11所示,前者可加強垂直部分的輻射,后者可以使饋電的輸入阻抗提高,這是減少損耗的有效措施。假如天線垂直部分的

12、高度不足/4,則使單根饋線的長度和天線的垂直部分加起來應恰為/4,這樣這饋線上的電流駐波值很小。而饋線因電流小,同時接近地面,它的輻射影響是小的。這樣做的好處是,由饋線的始端看過去的輸入阻抗高,有利于減少地扣。假如天線很矮,須在匹配網絡和鋪設地網等方面想辦法。圖5-8(d為傘形加頂天線,規格為9.0鋼絲繩3根,l=35米,=450,工作在H/=0.35。 圖5-11 理想的加頂天線二、加頂負載天線對高度不足的垂直天線加頂負荷,雖然只能使用在某個頻率上,但它裝置簡單,較為方便。為了避免功率損耗,天線的頂負荷一定是電抗負載,可以單獨用電容器或電感線圈,或電容和電感結合起來使用。天線加頂負荷的目的,

13、是把原來開路的天線頂,變成電抗性負載的天線頂,由傳輸線理論可知,按電抗性負載的終端將不是電流駐波谷,從而位天線上的電流駐波分布情況發生改變,使電流駐波波腹往上移。不平衡的天線頂負載應當是對地而言的,因此,實用的電容天線頂負載,并不是普通的相對兩個電極形成的電容器,它可以是一個圓球,一個圓柱,或一個圓盤等,把它設在天線上端,即自由空間到地構成電容器。圖5-12為各種高度天線加項負載的電流駐波圖,從圖看出加頂負載促使電流駐波波腹往上移。其中量為天線的實際高度,b為加頂負載延長的等效高度。加載天線的輸入阻抗,應以實測數據為準。 (2H b +>(2H b +<(4H b +<抗衰落

14、天線(鐵塔天線木桿天線的優點是價格較低,對電場方向件圖的影響小,木桿內不致感應電流引起損失,缺點是不能經久耐用。采用兩個鐵塔支持的導線天線,易在鐵塔體內感應電流,一方面影響方向性圖,另一方面增加損失。由前節的分析可知,無頂天線的高度最好為H = 0.53左右,這樣高的天線具有抗衰落的作用。將導線天線做成這樣高是不可能的,因一方面架設困難,另一方面若風力很大而擺擺不走將影響方向性,風雷侵蝕,還可能斷落。而用鐵塔本身作為輻射體的好處是,-方面可以做得很高,另一方面不像型或T 型大線需要用兩個鐵塔作支持物,因而較經濟,鐵塔也不會引起感應電流,而且結構牢固。鐵塔天線常用自立式或均勻截面拉線式,如圖5-

15、13所示。 斷面均勻的鐵塔有比較接近正弦的電流分布,與細長導線天線的電流分布相差不大,只是在天線底端,電流節點不是零。由于斷面均勻的鐵塔天線的電流分布與正弦曲線相差不大,因此場量的方向性圖也與導線天線的大致相同。斷面均勻的鐵塔天線,它的輸入阻抗可以按等值傳輸線法進行計算,其平均特性阻抗可由下式求得:260(ln(1c HZ r= 上式中,H 為天線高度,r 為天線的半徑,對于鐵塔天線,只要它的斷面是均勻的,可引用“等值半徑”來計算。由實驗得出,對于邊長為a 的正方形斷面等值半徑r = 0.63a,對于邊長為a 的三角形斷面等值半徑r=0.50a。若鐵塔不能架得太高,可在鐵塔上端加一小體積的電容

16、頂,體積小不會引起輻射,如圖5-14 所示。圖5-14 加頂的鐵塔天線定向天線有些情況因地形關系,希望服務區偏離一方,則需要采用定向天線。定向天線有兩種類型,即有源反射定向天線和無源反射定向天線。一、有源反射定向天線用兩座天線,每座天線都有各自的饋電。而兩座天線在空間的位置不同,兩個電源同相或者有相位差。這樣安排的兩座天線,有的方向輻射加強,甚至為一座天線一個電源的兩倍,而在其余方向減弱,甚至場強為零。圖5-15為兩座垂直天線相距/2,對它們分別饋送同相等幅的電源。從水平面場型來看,天線A、B相距/2 (圖5-16,各有電流為I,且同相。這種排列的天線A和B對Pl或P2點的輻射場強,由路程差/

17、2而引起的相位差為,即場強相位相反而相互抵消;對于P3或P4點,因與兩 2 天線的距離相等無路程差,電流相位又相同,故輻射場強是疊加的,這種排列的天線是我們在前面學過的同相邊射式二元陣,最大輻射在2和32方向,亦即與天線陣軸線垂直的方向,水平場型圖如圖5-16所示。圖5-17為兩座垂直接地天線相距4,兩者的電流相位不同相,天線B 的電流比天線A 的落后900,圖5-17為其水平場型圖,對于3P 點兩座天線的輻射場強相加,因天線B 的電流落后天線A 的電流900,但在行程上卻超前4,即相位超前242=,所以兩天線輻射的場強到達3P 點是同時疊加的;對于1P 點,電流及行程都落后2,總共相差,場強

18、相反,互相抵消;對于2P 、4P 點因行程上距離相等,只有電流上相差900, 倍,場型圖為心形。這樣排列就是前面學過的頂射式二元陣,最大輻射方向在天線陣的軸線方向,而且是指向陣中各元電流相位落后的方向。 二、無源反射天線無源反射定向天線也叫耦合天線,如圖5-18所示。一根天線饋以電流,就會在附近一根天線內產生感應電動勢,這種作用是由于兩根天線相耦合的互阻抗所形成的,它和普遍電磁感應耦合電路的互感電抗具有同等的意義。調整兩天線之間的距離及無源天線自身的輸入阻抗等,可以改變定向天線的場型。 圖5-17 兩天線相距4相差90度的水平場型 圖5-18 無源反射定向天線5-5 中波天線的饋電與調試一、饋

19、電在小型電臺,它的天線在機房附近,天線的輸入可直接接到發射機的末級調諧回路上(圖5-19,調節末級槽路的耦合度,可使天線達到諧振。在大型電臺,天線與發射機房離開較遠。需要架設傳輸線或同軸電纜。為使饋線的特性阻抗與天線的輸入阻抗相匹配,還需裝置阻抗變換器。阻抗變換器通常為T型、型或型網絡,設在天線調配室,調整網絡參數實現兩種功能:1變換阻抗,使天線的輸入阻抗與饋線的特性阻抗相等,2補償天線阻抗中的電抗成分。 A圖5-19 直接耦合的天線對于鐵塔天線的饋電,隨鐵塔底座是否接地而有所不同,若鐵塔與地面絕緣,則用串聯饋電(圖5-20a;若鐵塔底座直接接地,則用并聯饋電(圖5-20b。并聯饋電的優點是底

20、部不用絕緣子,可以簡化照明設備和避免雷擊,并且可以減少拉索,從而減少了損失和方向性畸變等,但它的主要缺點是天線底部電流大。 中波發射天線都是不對稱饋電,對于饋線的要求:一是無輻射,二是損耗小,常用的饋線有:1、六線式饋電線,其結構如圖;5-21所示。 中間兩根接高壓,周圍四根為地線,用作屏蔽,以減少高壓的輻射,地下面還有四根地線,地上與地 下的連線用饋線連接,這種饋線的特性阻抗為250,用在小功率情況(小于20kw。2、同軸多線式,其結構如圖5-22所示。中間2根為高壓線,外邊12根為地線,起屏蔽作用。這種饋線的特性阻抗有75和150兩種,用于150kW以上的大功率輸送。 圖5-21 六線式饋

21、線 圖5-22 24線同軸線二、中波天線的匹配調整現以某臺為例,簡述一種匹配調整方法如下:(一已知條件 發射機功率為1千瓦,載頻為1134千赫,天線高H = 76米,饋線阻抗為230歐,波長=H=。264。55米,/0.287(二計算天線阻抗天線阻抗可根據圖5-23查出,該圖為76米輕型塔天線的輸入阻抗。各臺因天線地網及土壤的電導率不同等因素的影響,天線阻抗會有所差異,但關系不大,只要將待調的L、C留有可變余量,即能匹配Impedance of Antenna Copyright CHU_GUO_ZHENFrequency(KHz2,0001,8001,6001,4001,2001,00080

22、0600700650600550500450400350300250200150100500-50-100-150-200-250-300-350109.98+j154.11(Zin Rin jXin =+=在此頻率下天線呈感性。 (三天饋線匹配網絡電路圖天饋線匹配網絡如圖5-24所示 圖5-24 天饋線匹配網絡 圖中Xin 、Rin 為天線阻抗,a L 為漏電線圈,對射頻阻抗很大,相當于開路;對雷電流短路接地可起防雷保護作用。b C 為分布電容,1L 、1C 為L 型阻抗匹配網絡。 (四阻抗變換原理L 型匹配網絡是根據過去我們在基礎課學過的串一并聯阻抗變換公式得出的,我們從等效電路圖可以得到

23、, (如圖5-25所示 inR '1 C C (a(b(c(d(e圖5-25 阻抗變換的等效電路圖5-25(a為天線阻抗in L 與in R 串聯,將串聯形式化為并聯形式圖(b,并接電容1C (圖c,因電路中的1C 容抗大于'in L ,合并為容抗2C (圖d,再串入電感1L ,即為L 型匹配網絡(圖e,使在d 點的天線阻抗變換為230歐與饋線阻抗呈共扼阻抗,即電抗部分等值反號,而相互抵梢,諧振于頻率f = 1134Hz 。 (五匹配網絡參數計算根據串一并聯阻抗變換公式不難算出網絡各元件的參數如下。并聯電容1780C pF =,串接電感119.4L H =,對地的分布電容估算為

24、0100C pF =。 (六匹配前準備工作先在接假負載的情況下準確調諧,發射機為額定功率輸出時,用電子管電壓表在負載端監測,并記錄發射機高末級各表頭(陰流、柵流等的讀數,激勵信號大小及高末級槽路各可調電感、電容的裝置。調整時將發射機輸出接饋線(230c Z =始端,在靠近天線的底部用一個230歐的純阻假負載代替天線接于饋線末端。 (七匹配調整調整時1L 暫時固定在19.4H ,電容器1C 由三只1000PF 電容串聯后再與750PF 可變電容并聯,可變電容旋出2/3位置。在發時機輸出端和天線a 點處各串入一只高頻電流表,各元件連接正確后即可開機調整。開機后,各表頭如果出現偏離正常值,此時應細調

25、可變并聯電容1C ,使天線處高頻電流表指示最大,發射機各表頭指示接近正常值。用行被系數測試儀測量饋線的行波系數,若在0.8以下,可略微改動可變電感1L 的接點,再調節電容1C 使其諧振(高額電流指示最大。如此反復幾次,最后微調發射機末級槽路,使行波系數達0.85以上,兩只電流表讀數亦基本相同。這時即可以認為發射機、天饋線已達到匹配狀態。關于饋線的行波系數測試方法,是當調于諧振時,饋線末端即處于波峰max U (當饋線終端功載大于饋線特性阻抗只L c R Z >或波節min U 。(當只L c R Z <處,記下此處的行波表讀數;在離饋線終端/4處,必有一波節min U 或波腹max

26、 U 出現。則行波系數可用公式maxminU K U =,即可求出,只要饋線長度大于/4均可求得行波系數。 5-6 短波天線短波是依靠電離層反射來進行傳播的。對于短波天線因多數用于定向廣播,所以要求天線具有強方向性,需要采用天線陣。這時不僅考慮水平面內的方位角,而且還要考慮在垂直面內的最大輻射仰角。由于電離層的晝夜、季節的變化,工作波長常常更換。如果每一波長占用一副天線則很不經濟,且占地面積大,所以短被天線應能工作在一個較寬的頻段內。大部分短波天線為水平天線,這樣架設方便,饋電簡單,而且抗干擾能力強。 一、籠形天線用水平對稱振子做成短波天線是最簡單的一種,而克頻段或大功率的偶極天線,都需要有低

27、的特性阻抗因此需要用直徑較大的振77由許多根導線組成的籠形天線就可以滿足上述要求,籠形天線等于加大了振子的等效半徑,如圖5-26所示。 5-7 中波多頻共用天線饋電網絡中波天線的結構多年來都是以高大鐵塔為主的一頻一塔的垂直發射天線,因塔體和拉線等原因,占地面積大,架設成本高。隨著廣播事業的發民一個臺將會同時發送幾個中波領率,如按一頻一塔設計,將需要很大場地,目前已用網絡技術解決了中小功率的多頻共塔問題。圖5-33為典型的兩路輸入的方案。每部發射機通過一個諧振于另一發射機頻率的LC 聯諧振電路作為阻塞網絡,通過接到天線底部的負荷網絡而與天線相連接。圖中的天線底部負荷是在兩路輸入與天線之間加上一個

28、LC 串聯形式的預調網絡,其作用是使共塔的幾個不同頻率通過預調網絡的預調后,使每個頻率從ab 端視入的天線阻抗中的電阻部分相互趨近,從而達到降低整個阻塞網絡及預調網絡視在功率的目的,同時還可克服由于分支點阻抗對于各個發射頻率的不同所造成的其中一路阻塞網絡的視在功率非常大的問題。ab 端阻抗的選擇取決于天線的性能、輸入功率以及網絡所用的元件,如果輸入功率小,而且天線阻抗合適,就不需要底部負荷。輸入阻抗匹配網絡,使阻塞網絡與近來的饋線相匹配。圖中的角形避雷器、接地開關與射頻扼流圈等,供防雷保護和作靜電保護裝置之用。用變流器驅動電流計,以指示輸入和輸出電流。使阻塞網絡與近來的饋線相匹配。采用同樣方法

29、可以設計三到四個頻率的合成器,當然數目越多,合成器越復雜。 天線的多頻運用必須考慮下列幾個因素:1、頻道問的相對頻率間隔。2、每一頻道的輸入功率。 1f (a(b3、每一頻道的輸入阻抗。并聯LC 阻塞網絡中回路電流的大小與阻塞頻率和工作頻率之比(0/f f 直接有關,當頻率間隔小于10%(0/ 1.10f f <時,阻塞網絡設計就非常田難。一般只有在功率小時或者在兩個頻率的天線阻抗特別理想(電阻部分相等,電抗部分等值反號才有可能適應這么小的間隔,而大于14%(0/ 1.14f f <的頻率間隔是沒有問題的。為了保持諧振電路的準確調諧和天線陣電流的穩定性,電感器必須工作穩定,而且能夠

30、容易實現、精確和連續地調節電感量。電容器應有足夠的額定容量和低溫度系數。所有的網絡都裝在密封的金屬箱里,而每個功能電路都裝在相互隔開而且屏蔽的分箱里,這樣作的優點是易于調整,屏蔽效果好。 一、雙重饋電網絡的原理圖5-34是雙重饋電(兩頻共塔饋電網絡系統。雙重饋電網絡按其阻止另一廣播頻率的方法來分類,共兩種。1、將調諧于另一頻率的LC 并聯諧振電路作為串聯連接的阻塞網絡(圖a。2、將串聯諧振電路接在二線之間的帶阻濾波器上(圖b,因為后者在設計和調整上比前者困難故用得較少。阻塞網絡是調諧在另一個發射頻率上的LC 并聯諧振回路,為使兩個發射頻率之間不發生串音和個影響另一部發射機的頻率特性,一般要求阻

31、塞網絡的并聯諧振阻抗oc R 是足夠大的,對被阻信號的衰減應大于-40dB;另外,/8b a Z Z >(|b Z 為網絡對被阻頻率的邊頻阻抗|a Z 為被阻頻率天線阻抗的模。阻塞網絡的計算,包括:1、阻塞網絡元件值。2、阻塞網絡的阻塞阻抗。經驗數據為,對載波在10千歐以上,對邊帶波在5千歐以上。3、阻塞網絡的通過電抗。4、阻塞網絡的視在功率。5、阻塞網絡元件承受的電流和電壓。這些計算公式見參考文獻。此外,還要把天線底部加負荷的元件參數計算出來。二、雙重饋電電路實例已知兩部中波廣播發射機,共用一座邊寬為0.5米,高為76米的輕型塔,參數如表5-2所示,試畫出從天線輸入端到發射機的饋電電路

32、網絡,并算出元件值。表5-2第一套廣播節目第二套廣播節目頻率 750KHz1050發射功率 10KW 10天線阻抗 20.3-j70 70+j95饋線特性阻抗 230 230表5-3 元件參數序號元件名稱電容量PF 電感量H 電流有效值A 端電壓最大值KV對地電壓最大值KV 無功功率KV AR1 電感線圈L1 7.7(10 56.9 8.65 8.562 電感線圈L2 16.7(2025.9 6.49 8.563 電感線圈L11 13.6(1723.74 4.294 電感線圈L22 19.1(2412.3 4.25 4.295 漏電線圈L0 1000 8.56 8.566 電容器C1 2920

33、 32.5 8.56 8.56 77.27 電容器C2 2710 34.2 8.49 8.56 678 電容器C12 2860 21.7 4.29 4.29 30.89 電容器C22 920 19.5 1.29 4.29 14.810 天線鍘刀K1 23.7 8.5611 天線鍘刀K2 12.8 8.56注:1、電容器C1,C2,C12,C22用CCY1-B型瓷介質電容器組合2、括號內的數字是元件制造要求3、天線閘刀K1、K2可用電力閘刀改裝電路圖見圖5-35。 元件值如圖5-3所示.其中電感量與線圈尺寸的關系可按下列公式計算.設:L為單層圓筒線圈的電感量(H,N為線圈的匝數,D為線圈的直徑(

34、cm,l為線圈長度(cm,當/0.3l D> 時,圖5-36 單層圓筒線圈20.00980.44DNLD=+當/0.3l D<時,2DL DNl=+三、中波三頻共用天線饋電網絡實例已知三部中波廣播發射機,共用一座天線,其頻率為530kH2,756LH k、1305kHz,天線阻抗各為11737inZ=、260105inZ j=+、3140560inZ j=。試畫出饋電網絡圖并計算出元件值。 圖5-37 3頻共塔網絡元件值見表5-4。表5-4電容器C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10電感器L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8電感量44 59.2 50

35、 44 76 61 100 56饋電網絡見圖5-37。四、中波四頻共用天線匹配網絡已知四部中波廣播發射機,共用一邊寬0.5米,高為76米的輕型鐵塔,共各頻率及天線阻抗如表5-5所示。表五頻率(KHz F1 = 600 F2 = 850 F3 = 1100 F4 = 1520天線阻抗( 10 j200 20 + j5 110 + j130 100 + j0饋線阻抗( 230 230 230 230四頻共用天線的匹配網絡電路圖如5-38所示。 圖5-38 四頻共用匹配網絡2-3 地波傳播地表面像導電體一樣,也有引導電磁波傳播的能力,沿著地表面傳播的電磁波,稱為地表面波或地波,地表面波是由繞射現象所

36、形成的,只有當波長與障礙物高度可以比擬時,才會有繞射作用,所以只有長波、中波,以及短波的低波段部分,可以繞過地形地物到達較遠的地方。地波傳播穩可靠,是它的主要的特點。當天線架設比較低時(天線架設高度遠比波長小,最大輻射方向是沿地表面,這時電波傳播的主要途徑就是地波傳播,例如中波廣播天線輻射的電被。地波的傳播情況取決于地面條件,主要是地面的起伏不平程度和地質狀況等。地面條件對不向波長的電波其影響也不相同。一、土壤的電參數與性質 描述大地電磁性質的主要參數是,介電常數、電導率和磁導率 (一般0。表2-2給以了幾種不同地質的電參數(, 。 表2-2 不同土壤的電參數 相對介電常數電導率(西/米 地質

37、 范圍平均范圍平均海水 80 80 0.666.6 4 淡水 80 80 10-32.4×10-2 10-3 濕土 1030 20 3×10-33×10-2 10-2干土23 4 1.1×10-52×10-3 10-3 大地是半導體媒質,從麥克斯維第一、第二方程的復數形式可以推導出,相對復介電常數為'60r r j =地波的衰減與波長的關系，那是因為對于不同的波長，土壤有不同的電氣性質的原因造成的。同樣的 土壤，對于某些頻段可以看成是良導體，而對另外一些頻段卻可以看作絕緣體。 當電波在土壤中傳播時，土壤中同時存在傳導電流合位移電流。傳導電流的大小和土壤的電導率成正 比，而且傳導電流 I r 與位移電流 I d 的比值為 I r / I d = 60 / r ，故 I r / I d 1/ f ，而位移電流和頻率成 正比，即頻率越高，位移電流越大。 當物體中傳導電流比位移電流大得多時，此物體的電氣性質是導體，大于 50 倍以上可以看作良導體。 反之，當位移電流比傳導電流大得多的叫電介質，無限大時叫絕緣體(傳導電流等于零。二者相差不大的 叫半導體表 2-3 給出了各種土壤在電波作用下，比值 I r / I d 隨頻率而變化的關系。表中所列 I r / I d 的大 小是平均值。 表 2-5 頻率 海水 濕土 干土