電視與調(diào)頻廣播發(fā)射天線建設(shè)與改造

1、電視、調(diào)頻廣播發(fā)射天線建設(shè)與改造1、發(fā)射天線的作用與重要性發(fā)射天線的作用是將發(fā)射機(jī)輸出的高頻電能轉(zhuǎn)換成向空間輻射的電磁波能量，并按預(yù)期的發(fā)射場型和電場強(qiáng)度對服務(wù)區(qū)進(jìn)行有效覆蓋。在發(fā)射臺塔桅和天線都是基礎(chǔ)性的關(guān)鍵設(shè)備。（塔桅的作用主要是把天線舉高）在基建或改擴(kuò)建時塔桅和天線方案規(guī)劃設(shè)計(jì)的好壞，選用設(shè)備品質(zhì)的優(yōu)劣，架設(shè)與安裝施工是否專業(yè)，設(shè)備維護(hù)是否到位，都直接關(guān)系到節(jié)目的播出質(zhì)量和設(shè)備的穩(wěn)定與安全播出。關(guān)系到一個工程的投資，也關(guān)系到對服務(wù)區(qū)覆蓋的效果以及對周邊其它臺服務(wù)區(qū)的干擾。可以說，一個電視或調(diào)頻廣播覆蓋網(wǎng)的成功規(guī)劃與建設(shè)，是與正確選擇發(fā)射天線分不開的。一個發(fā)射臺能否正常、有效地工作與它的天

2、線質(zhì)量也是分不開的。2、電視與調(diào)頻廣播的有關(guān)技術(shù)政策 我國的電視與調(diào)頻廣播是由中央、省（自治區(qū)，直轄市）、市（地、州、盟）和縣（旗）電視臺開辦的電視和調(diào)頻廣播節(jié)目組成四級混合覆蓋網(wǎng)，以保證全國95%以上的人口能夠看好電視、聽好廣播。在國家無線電管理委員會劃分給電視和調(diào)頻廣播使用的頻段內(nèi)，電視米波頻段48.5MHz223MHz內(nèi)設(shè)置了12個頻道，也稱為VHF頻段。電視分米波段470MHz960MHz內(nèi)設(shè)置了56個頻道，也稱為UHF頻段。并規(guī)定了各電視頻道圖象載頻和伴音載頻的頻率。在VHF頻段內(nèi)，包含了調(diào)頻廣播的頻段；在UHF頻段中包含了與其它行業(yè)合用的部分。我國的彩色電視每個電視頻道的必要帶寬為

3、8MHz；其中圖象帶寬為6MHz；伴音載頻與圖象載頻相距6.5MHz。彩色電視的發(fā)射，圖象采用調(diào)幅方式，伴音采用調(diào)頻方式。圖象信號與伴音信號的載波功率比為10：1。我國的調(diào)頻廣播頻段為87MHz-108MHz，每個頻道的必要帶寬為200KHz，頻道間隔為100KHz的整數(shù)倍，共210個頻道，采用頻率復(fù)用制。為了防止與電視信號相互干擾，電視的4、5頻道已不使用。 關(guān)于電視和調(diào)頻廣播的服務(wù)場強(qiáng)：在彩色電視和調(diào)頻立體聲廣播覆蓋網(wǎng)中，一個重要的技術(shù)規(guī)定就是服務(wù)區(qū)邊緣地區(qū)的最低場強(qiáng)要多大即可以滿足接收。根據(jù)1993年公布的國標(biāo)（國標(biāo)選用了ITUR第10871號報告書應(yīng)給予保護(hù)的最低場強(qiáng)值）：彩色電視為：

4、 波段-46dB（µv/m）；10米高接收天線。 波段-48dB（µv/m）；10米高接收天線。 波段-49dB（µv/m）；10米高接收天線。 波段-53dB（µv/m）；10米高接收天線。 波段-58dB（µv/m）；10米高接收天線。調(diào)頻廣播為： 農(nóng)村-54dB（µv/m）；10米高接收天線。 城市-66dB（µv/m）；10米高接收天線。覆蓋區(qū)和覆蓋半徑：發(fā)射機(jī)的服務(wù)場強(qiáng)等于或大于可用場強(qiáng)的區(qū)域稱為覆蓋區(qū)，其邊界稱為覆蓋區(qū)邊界（邊界上的服務(wù)場強(qiáng)等于最低可用場強(qiáng)）。發(fā)射機(jī)到覆蓋區(qū)邊界的距離稱為覆蓋半徑。電視和調(diào)頻廣播的

5、電波覆蓋主要靠直射波，為了提高最佳的有效人口覆蓋率，在發(fā)射臺臺址的選擇上，最好靠近人口密集的市中心，這樣就可以最小的有效輻射功率，覆蓋最多的人口。為了降低同、鄰頻干擾，希望服務(wù)半徑最大不得超過本級行政區(qū)劃邊界，不超過或少超過視距。 為了防止對周圍環(huán)境的電磁污染和降低干擾場強(qiáng)，避免出現(xiàn)大功率發(fā)射機(jī)使用低增益、矮天線的不合理情況，對不同標(biāo)稱功率等級發(fā)射機(jī)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)有如下規(guī)定：發(fā)射機(jī)標(biāo)稱功率（千瓦）10 3 10.30.10.03 天線最低高度（米）1501501007575 50天線增益（分貝）886332饋線損耗（分貝）222111關(guān)于服務(wù)區(qū)場強(qiáng)的預(yù)測和接收，對于電視和調(diào)頻廣播服務(wù)場強(qiáng)的計(jì)算

6、有多種方法，根據(jù)我國電視調(diào)頻覆蓋網(wǎng)規(guī)劃方法的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：傳播曲線采用ITUR3705建議書推薦的傳播曲線。在距發(fā)射臺D（KM）遠(yuǎn)處的場強(qiáng)E（dBµv/m）可由下式計(jì)算：E=P+E1-A （dBµv/m）式中 P1天線的有效輻射功率dB； E1從相關(guān)統(tǒng)計(jì)曲線上查到的場強(qiáng)值（dBµv/m）；A 與地形崎嶇度h有關(guān)的衰減校正系數(shù)dB。 天線的有效輻射功率P1可由下式計(jì)算得到：P1= P+G-L 式中 P發(fā)射機(jī)輸出的額定功率 dB； G發(fā)射天線的增益dB； L饋電系統(tǒng)的損耗dB。關(guān)于接收天線的高度與場強(qiáng)值：目前國際上大多使用10米接收天線，建議曲線中給出的也是10米天線

7、的場強(qiáng)值。多年來大家熟悉的是4米接收天線的場強(qiáng)值。有的單位在實(shí)際測試時沒有10米天線，只能使用4米或1米接收天線，用實(shí)測場強(qiáng)值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，天線由10米降到4米，場強(qiáng)值下降8-12 dB，天線由10米降到1米，場強(qiáng)值下降20dB，（米波段，50公里距離）。3、電視調(diào)頻發(fā)射天線系統(tǒng)綜述根據(jù)人口覆蓋的事業(yè)重點(diǎn)。目前，我國的電視和調(diào)頻發(fā)射臺，大多建在城市人口密集的中心地帶，采用全向天線，服務(wù)區(qū)是圓形的，這樣的覆蓋場形效率最高，服務(wù)區(qū)半徑10120公里。服務(wù)區(qū)的大小依賴于發(fā)射臺不同的技術(shù)參數(shù)如：天線高度，天線增益、發(fā)射機(jī)功率及地形地貌等。有些臺則必須使用定向天線，其服務(wù)區(qū)可能是各種形狀，例如大連及

8、北戴河等沿海城市。總之采用何種形式的天線，要根據(jù)服務(wù)區(qū)覆蓋的需要，盡可能使服務(wù)區(qū)的邊緣場強(qiáng)滿足所需的最低可用場強(qiáng)。 在各發(fā)射臺，塔桅和天線即是播出設(shè)備的一部分又是基礎(chǔ)性的永久設(shè)施。作為將天線舉高的鐵塔可以使用幾十年，按國際慣例一副天線也可以正常使用10-15年。因此，在天線方案的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、選型、安裝和維護(hù)等方面都提出了很高的要求，天線的好壞將直接影響節(jié)目的播出質(zhì)量，服務(wù)區(qū)的場強(qiáng)覆蓋和安全播出。3-1天線高度與視線距離 地面電視與調(diào)頻廣播頻段的頻率范圍在48.5MHz960MHz，在無線電波的頻譜中屬于超短波范圍。超短波傳播的特點(diǎn)：1、因其頻率高、波長短，地波的衰減很大，電波穿入電離層又不能反

9、射回地面，因此地波和天波都不能利用，而主要靠距地面10公里以內(nèi)的、由直射波和地面反射波組成的空間波傳播。2、具有幾何光學(xué)的性質(zhì)，視線所及的地方，電波才能達(dá)到，在視距范圍內(nèi)可以穩(wěn)定接收，因此也稱為視距波傳播。3、因電波離地面較近，受地球曲率的影響，傳播距離不遠(yuǎn)一般只有幾十公里，為了擴(kuò)大服務(wù)范圍天線需要架高。 但是，天線的高度主要根據(jù)服務(wù)區(qū)的大小來確定，增加天線的離地高度，遠(yuǎn)區(qū)的場強(qiáng)增加，天線附近的區(qū)域場強(qiáng)要減小。服務(wù)區(qū)通常以視線距離為限，視線距離與接收和發(fā)射天線的關(guān)系： 視距D的計(jì)算：D=4.12（+）（公里）； 式中 h1為發(fā)射天線的高度（米）； h2為接收天線的高度（米）。 由公式可見，發(fā)射

10、天線和接收天線越高，可視距離就越大。 由于受地球表面大氣折射的影響，水平傳播的電磁波經(jīng)常沿著微微向下彎曲的路徑傳播，因此，電波的實(shí)際傳播距離為視距的1.2倍。3-2天線的有效輻射功率在臺址和天線高度選定以后，根據(jù)服務(wù)區(qū)覆蓋場強(qiáng)的要求，便可以確定各個方向的有效輻射功率或允許的有效輻射功率。從而選擇各方向的天線增益和發(fā)射機(jī)的功率。天線的有效輻射功率由下式表示：有效輻射功率ERP=P（dB）+G（dB）-L（dB）；式中：P發(fā)射機(jī)功率； G天線增益； L天線系統(tǒng)中主、分饋電纜，功率分配器等總的損耗。由此，可以看出要增加天線的有效輻射功率，可以采用增加發(fā)射機(jī)功率或提高天線的增益以及減小系統(tǒng)損耗的辦法。

11、3-3天線增益天線的增益隨天線的層數(shù)增加而增加。天線增益高，有效輻射功率大，服務(wù)范圍就大，比單純擴(kuò)大發(fā)射機(jī)功率要經(jīng)濟(jì)。但增加天線層數(shù)，要受到桅桿長度的限制，同時天線增益太高，近區(qū)反而接收不好。因此，要根據(jù)服務(wù)區(qū)的實(shí)際需要，合理選擇各方向的天線增益。3-4全向與定向天線主要根據(jù)服務(wù)區(qū)場形覆蓋的需要。全向天線一般采用四面安裝，各方向的增益相同。天線的水平面方向圖是一個近似的圓，這樣的場形覆蓋效率最高。定向天線，可以采用一面、二面或三面安裝，各面的增益相同，也可以四面安裝天線，各面的增益不同等多種組合方式。使天線的水平面方向圖有不同的形狀。3-5天線的波束下傾 對于等幅同相饋電的天線來說，發(fā)射的主瓣

12、方向與桅桿垂直，因?yàn)榈厍蚯实年P(guān)系，可能使主瓣達(dá)不到地面。為了減少天線向上半空輻射能量，提高電波的利用率，經(jīng)常使用電氣或機(jī)誡下傾的方法，使天線的主瓣向地面傾斜一定角度。下傾角可按下式計(jì)算： í =（1.52）×0.0278（度） Ht-發(fā)射天線離地高度（米）機(jī)誡傾斜：可以有兩種方式：1、在塔較高時，饋電相位不變，使頂層天線下傾一定角度；2、在塔較矮時，使各層天線都下傾一定角度，下傾的角度可以相同也可以不同，這樣的傾斜對天線增益沒有損傷。電氣下傾：改變各層天線的饋電相位，即使各分支電纜的長度不同，這樣的傾斜將損傷天線增益。3-6天線的零點(diǎn)填充 對于等幅同向饋電的多層天線，垂直

13、面方向圖中會出現(xiàn)一些零場強(qiáng)點(diǎn)。造成的原因是天線層數(shù)增加時，方向圖副瓣增加，主瓣與副瓣、副瓣與副瓣之間存在零輻射點(diǎn)。這樣處在電視臺附近的地區(qū)將形成一圈圈零輻射的環(huán)帶，在此區(qū)域內(nèi)由于場強(qiáng)很弱將影響接收。為了彌補(bǔ)這一缺陷，通常采用改變各層天線的饋電相位，使各層天線的合成場不再為零。從而將零點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的場強(qiáng)提高一定數(shù)值。一般主要填充靠近電視塔的第一和第二零點(diǎn)，填充量一般為場強(qiáng)最大值的5-20%即可。3-7天線的饋電系統(tǒng) 天線的饋電系統(tǒng)有多種組合方式，一般由主饋電纜、功率分配器、移相器和分支電纜構(gòu)成，對天線的各輻射單元饋電。其中使用一根主饋電纜的稱為單主饋方式；將天線分為上下兩部分，使用兩根主饋電纜分別饋

14、電的稱為雙主饋方式。功率分配器有多種變比，可以對各輻射單元等功率饋電；也可以不等功率饋電。為實(shí)現(xiàn)對服務(wù)區(qū)的有效覆蓋，對天線的各輻射單元，通常使用的饋電方式：1、等功率同相饋電：即對各輻射單元以等功率同相位饋電。2、等功率900相位差饋電：即對各輻射單元以等功率，但使四面相鄰單元保持900相位差的饋電方式。這樣的饋電方式對系統(tǒng)有補(bǔ)償功能，可以提高系統(tǒng)的駐波比指標(biāo)。3、不等功率900相位差饋電：根據(jù)需要，可以使多面安裝的天線各方向饋以不同的功率，同時使相鄰單元有900相位差的饋電方式。這樣的饋電方式，水平面方向圖的圓度更好，而且可以提高系統(tǒng)的駐波比指標(biāo)。2-8天線的安裝方式 各種天線因其特點(diǎn)有不同

15、的安裝方式，例如：蝙蝠翼天線只能正交地安裝在塔頂桅桿上，若桅桿的直徑超過0.2，天線水平面方向圖的圓度將變壞；用于全向發(fā)射的隙縫天線，也需要頂裝；使用在UHF頻段的四偶極子單元板天線也適合安裝在桅桿上。考慮大風(fēng)時，使桅桿擺動對天線的影響，天線的層數(shù)一般不超過12層。 為防止灰塵、雨雪或裹冰等自然環(huán)境因素對UHF頻段天線的影響，可以使用在塔頂天線桅桿的外面安裝大型玻璃鋼罩的方式加以保護(hù)。 帶有反射板的天線，例如：偶極子天線、背腔天線等，適合安裝在塔桅直線段的側(cè)面。因?yàn)樗本€段的機(jī)誡強(qiáng)度較高，可以多層安裝，以組成不同增益和方向性的天線陣。4、常用電視調(diào)頻發(fā)射天線系統(tǒng) 在工程上，一副完整的電視或調(diào)頻

16、發(fā)射天線，均是以多層多面組單元天線組成陣列的形式工作的。組陣的依據(jù)是：服務(wù)區(qū)場形覆蓋的需要、塔的高度、類型及桅桿長度、發(fā)射機(jī)的功率、結(jié)合各類單元天線的方向圖、增益和功率容量等參數(shù)進(jìn)行選擇，組成全向或定向發(fā)射的天線系統(tǒng)。組陣的要求是，同一副天線的振子要相同，各層振子的層間距要一致。在用于全向發(fā)射時，單元天線通常安裝在塔桅的四個側(cè)面，組成全向天線，服務(wù)區(qū)的水平場型是呈圓形或梅花形的。根據(jù)塔桅的截面形式和寬度，可以采用偏置安裝，即天線不裝在桅桿的中心線上，而是偏離一定的距離，此距離的大小與工作頻率、桅桿尺寸等因素有關(guān)，且四面天線的饋電相位依次相差900。這種方式可以改善水平面方向圖的圓度，也有利于改

17、善系統(tǒng)的駐波比指標(biāo)。也可以采用斜置安裝，即天線安裝在桅桿四角對角線的延長線上。一般當(dāng)塔桅直徑較大、振子面數(shù)較少時采用這種方式，通過調(diào)整振子與桅桿的距離、各層振子的相對位置等可以改善水平面方向圖的圓度。如圖示：在用于定向發(fā)射時，在正方形截面的塔上，可以采用一面、二面或三面安裝天線的方式，各面軸向也可以采用不同的層數(shù)。此時，覆蓋區(qū)的水平場型有多種形式，其水平面方向圖如圖示：垂直面方向圖則由天線的層數(shù)和各層的饋電相位來決定，層數(shù)越多天線的增益就越高，但要受到桅桿允許使用長度的制約。為了實(shí)現(xiàn)主波束下傾和零點(diǎn)填充的目的，可以采用機(jī)誡下傾和各層天線不同相位饋電的方式。4-1單主饋的全向天線系統(tǒng) 一般由多層

18、四面單元天線組成的陣列，使用一根主饋電纜饋電的天線我們稱之為單主饋全向天線系統(tǒng)。當(dāng)前這樣的系統(tǒng)使用的最多，但可靠性不高，若主饋電纜或系統(tǒng)發(fā)生故障需要處理時，可能導(dǎo)致停播。一副5工使用的4層4面單主饋饋電的調(diào)頻天線系統(tǒng)圖如圖示：當(dāng)天線系統(tǒng)故障需要停機(jī)檢修時，可能要影響到5套節(jié)目播出。 系統(tǒng)配置表序號名稱型號規(guī)格數(shù)量1天線雙偶極子單元板16片2分饋線SDY-50-15-316根IF-453功分器50/8:502套IF-110/IF-454功分器50/2:501套IF-110/IF1105連接器IF1102套6主饋線SDY-50-80-3200米4-2雙主饋全向天線系統(tǒng) 為了提高系統(tǒng)的可靠性，將由8

19、層4面單元天線組成的陣列，分成上下兩個半副，分別使用兩根主饋電纜饋電的天線系統(tǒng)，稱為雙主饋全向天線系統(tǒng)。正常情況下是整副天線工作，當(dāng)某半副天線故障時，可以使用另外半副維持播出，不致造成停播。此時，若半副天線可以承受全功率的話，因天線減少一半而使發(fā)射場強(qiáng)降低3dB服務(wù)區(qū)面積有所縮小。雙主饋系統(tǒng)需要在機(jī)房內(nèi)主饋電纜的輸入端增加開關(guān)板等設(shè)備。需要倒用半副天線時，可以在開關(guān)板上通過U形連接器的倒換來實(shí)現(xiàn)，方便、快捷。另外，為了使上下兩個半副天線的饋電相位相同，兩根主饋電纜的電長度要相等。一副8層4面雙主饋饋電的天線系統(tǒng)如圖示： 雙主饋天線系統(tǒng)圖系統(tǒng)配置表序號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1單元天線4偶極子單元板

20、32面IF452分饋線SDY-50-15-332根IF45/IF453功分器50/4:508套IF-45/IF-704功分器50/4:502套IF-70/IF-1105移相器90度4套IF-70/IF-706彎頭饋管法蘭等邊直角2套IF-110/IF-1107主饋線SUY-50-80-3200米2根IF-110/IF-1108開關(guān)板1套5、電視調(diào)頻發(fā)射天線系統(tǒng)的安裝方法與技術(shù)要求電視調(diào)頻天饋線系統(tǒng)的安裝方法一副安裝完好的高質(zhì)量天、饋線系統(tǒng)，各項(xiàng)電氣指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，而且性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，經(jīng)得起長時間、滿功率的考驗(yàn)。 安裝前制定施工方案施工方案是指導(dǎo)安裝施工的依據(jù)。在塔上完成天線系統(tǒng)安裝是一

21、項(xiàng)精度要求高、難度大的工作，高空作業(yè)有一定的危險。為了保證施工安全和工程質(zhì)量，通常在安裝之前需要認(rèn)真審核工程圖紙，并到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察后制定施工方案。在方案中應(yīng)包含以下內(nèi)容：結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場條件選擇安裝施工的方法；施工人員、工具設(shè)備和儀器的配置；滿足設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量保證措施；結(jié)合工程特點(diǎn)制定的安全保證措施等；天線安裝的方法和順序天線安裝通常是在所有天饋線元件經(jīng)現(xiàn)場檢測合格之后，采用機(jī)誡吊裝的方式，將天饋線元件分批從地面吊運(yùn)到塔上安裝位置，再由塔上人員按圖紙和工藝要求完成各種連接和固定,最后進(jìn)行系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)的測試。在安裝過程中應(yīng)堅(jiān)持安裝一步，測試一步的原則。即：先吊裝主饋電纜，經(jīng)測試合格后，

22、繼續(xù)吊裝測試節(jié)、功率分配器等，經(jīng)測試合格后，再吊裝天線單元，最后吊裝分支電纜等。安裝過程中的測試可在塔下機(jī)房內(nèi)主饋輸入端處進(jìn)行，在塔上接標(biāo)準(zhǔn)電阻。安裝前的檢測，在現(xiàn)場對所有天饋線系統(tǒng)元件、組件進(jìn)行檢測。清點(diǎn)數(shù)量，外觀檢查有無缺損、變形或進(jìn)水。必須測量的項(xiàng)目是電壓駐波比和絕緣電阻指標(biāo)，并作檢測記錄，合格的以備安裝。主饋電纜的駐波比指標(biāo)在使用頻段內(nèi)應(yīng)不大于1.08；其它元件、組件指標(biāo)應(yīng)不大于1.1，絕緣電阻不小于1000M。A、在測量過程中儀器和附件要經(jīng)常校準(zhǔn)以保證精度。B、測量中，需要翻轉(zhuǎn)并輕輕振動被測件，觀察曲線的變化。發(fā)現(xiàn)問題要設(shè)法解決，以適應(yīng)高空吊裝的不利情況。吊運(yùn)，將天饋線元件、組件分批

23、吊至塔上安裝位置。A、使用卷揚(yáng)機(jī)、鋼絲繩、滑輪、套子繩和尼龍繩（尾巴繩）等組成機(jī)誡強(qiáng)度足夠的吊組；B、吊運(yùn)過程中，要防止墜落或與塔發(fā)生碰撞，可使用尾巴繩進(jìn)行控制并使用對講機(jī)保持上下聯(lián)絡(luò)；安裝A、嚴(yán)格保證各天線單元的層間距、偏置尺寸和機(jī)誡下傾角度；B、保證天線陣的中心標(biāo)高，和與其它天線或平臺的距離；C、使各層各面的天線振子保持一致，從兩個相互垂直的方向觀測，保證各元件的橫平豎直和可靠固定；D、分支電纜的連接按圖紙要求對號入座，不可錯接。主饋電纜吊裝A、主饋電纜在吊裝之前，應(yīng)按敷設(shè)路由仔細(xì)丈量尺寸后截斷，（單主饋時，丈量其機(jī)誡長度即可，雙主饋時，必須保證兩根電纜電長度相等）。然后安裝兩端的電纜連接

24、器。（連接器可以請生產(chǎn)廠家安裝）連接器的安裝應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)，以保證內(nèi)外導(dǎo)體的連接尺寸和氣密性。B、吊裝口徑在1-5/8以上的電纜應(yīng)使用輔助鋼絲繩和鋼絲網(wǎng)兜。為防止發(fā)生碰撞應(yīng)采取措施對電纜連接器進(jìn)行保護(hù)或有人上塔跟隨。在塔上敷設(shè)需要轉(zhuǎn)彎時要考慮允許的最小彎曲半徑。C、電纜吊裝到位后，使用卡具在塔柱或橋架上進(jìn)行固定，卡具與塔柱或橋架連接的一端要可靠固定，與電纜固定的一端要松緊適度。安裝后系統(tǒng)測試A、 待天線元件全部安裝就位后進(jìn)行系統(tǒng)測試?？稍跈C(jī)房內(nèi)主饋電纜輸入端測量。（參照天饋線系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)和測量方法）B、 各項(xiàng)指標(biāo)合格后，加功率試機(jī)一小時，再次測試系統(tǒng)指標(biāo)。C、 按設(shè)計(jì)進(jìn)行服務(wù)區(qū)場強(qiáng)測試。 D、 天

25、饋線系統(tǒng)駐波比指標(biāo)：模擬電視 甲級：1.1；乙級：1.15；丙級1.2；調(diào)頻廣播 甲級：1.15；乙級：1.2；丙級1.3數(shù)字電視和廣播甲級：1.2；乙級：1.25；丙級1.3；系統(tǒng)密封為防止日后雨水或融化后的雪水浸入到系統(tǒng)內(nèi)部，應(yīng)對安裝好的系統(tǒng)各連接點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致可靠的密封?？梢允褂米哉衬z帶加熱縮管的方式對個各連接點(diǎn)密封。系統(tǒng)防雷A、為防雷擊，各天線單元應(yīng)安裝在塔頂避雷針以下450角保護(hù)范圍之內(nèi)。天線反射板等通過安裝構(gòu)件與塔身做多點(diǎn)可靠連接，必要時可以使安裝構(gòu)件與塔桅實(shí)施點(diǎn)焊。 B、功率分配器通常由多點(diǎn)固定在塔上，為防雷擊，可使其中幾套卡具不墊膠皮直接與其外導(dǎo)體和塔柱連接。C、為防雷電引入，主饋

26、電纜在進(jìn)入機(jī)房之前應(yīng)再次接地。進(jìn)入機(jī)房以后，主饋電纜頭通過與之相連接的開關(guān)板、頻道合成器或多工器等設(shè)備再次接地。D、使用地阻搖表測量各塔柱的接地電阻，合格值為R4。6、天線新技術(shù)的采用 90年代以后，在引進(jìn)國外天線系統(tǒng)的同時，許多相關(guān)技術(shù)也被消化吸收并在國產(chǎn)天線系統(tǒng)中被廣泛采用。改善了廣播電視節(jié)目的播出質(zhì)量和覆蓋效果。 天線在塔上的安裝方式采用“偏置安裝與同層振子相差900相位差饋電技術(shù)”。該技術(shù)的采用可以改善天線系統(tǒng)的駐波比指標(biāo)和覆蓋場型的水平面圓度。 通過改變系統(tǒng)中各層天線振子饋電相位的方式，達(dá)到使天線的輻射主瓣向地面傾斜一定角度和提高地面零輻射區(qū)域內(nèi)場強(qiáng)的目的。此即“波束下傾”和“零點(diǎn)填

27、充”技術(shù)，該技術(shù)的采用可以提高電波的利用率和改善覆蓋效果的作用。 在系統(tǒng)中采用不等功率的分配方式，使某些天線振子輻射的功率小一些，以改善天線的覆蓋效果。 系統(tǒng)采用“雙主饋方式”，即使用兩根等長的主饋電纜同時為一副天線饋電（天線被分為上下兩個半副，平時整副工作），當(dāng)天線故障時，可以使用半副（或整副，設(shè)計(jì)功率容量許可）天線維持播出，以提高天線的可靠性。 受塔上天線安裝段的限制，安裝的天線總是有限的，建成后的塔和天線不易改變。多工技術(shù)的采用，有效地解決了節(jié)目多，天線少的矛盾。目前，我國電視播出已作到三工，調(diào)頻廣播作到七工，甚至更多。 在系統(tǒng)中使用自動充氣機(jī)為主饋電纜充入干燥空氣，并保持0.35公斤/

28、平方厘米左右氣壓，這樣可以使電纜內(nèi)保持干燥，傳輸足夠的功率容量。有的天線系統(tǒng)可以充至分饋線。 在系統(tǒng)中加入測試節(jié)，以方便檢修測試，不用經(jīng)常拆開系統(tǒng)而造成故障的隱患。測試節(jié)可以安裝在塔上主饋的末端，也可以安裝在機(jī)房內(nèi)主饋的始端。 在主饋電纜的始端或開關(guān)板上安裝偶合器和功率表及報警器，監(jiān)測天線系統(tǒng)的入射功率和反射功率，通過在功率表上設(shè)置的反射功率門限值觸發(fā)報警器。 天線的頻帶寬度擴(kuò)展，一副天線可以覆蓋整個調(diào)頻頻段，2-3副天線可以覆蓋整個UHF頻段，只要提出要求可以個性化設(shè)計(jì)。 制造天線的結(jié)構(gòu)材質(zhì)，也有很大變化工藝質(zhì)量也更高了，天線的性能指標(biāo)也更高了、一致性更好了。7、電視調(diào)頻天線與多工技術(shù)天線的

29、多工使用，是我國近20年來被普遍采用的一項(xiàng)新技術(shù)。即使用一副天線同時發(fā)射幾套不同頻率的電視或調(diào)頻節(jié)目，可以節(jié)約塔和天線投資，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。90年代以來，廣播電視事業(yè)得到了較大發(fā)展，各級發(fā)射臺都需要增加電視和調(diào)頻節(jié)目，但是，在已建成的塔上天線桅桿的長度、適合安裝天線的位置是有限的，要增加節(jié)目和天線往往很困難。多工技術(shù)的采用較好地解決了這一矛盾。例如：使用頻道合成器可以將23套電視節(jié)目合成輸出至一副天線發(fā)射，使用調(diào)頻多工器可以將幾套不同頻率的調(diào)頻節(jié)目合成至一副天線同時播出。多工技術(shù)對天線的要求：要有足夠的頻帶寬度和功率容量；對天線的可靠性提出了更高的要求，因?yàn)樘炀€故障時，要影響幾套電視或調(diào)頻節(jié)

30、目的播出。多工技術(shù)的采用需要增加電視頻道合成器、調(diào)頻多工器和同軸開關(guān)等設(shè)備。多工器的種類有很多，例如：三分貝定向耦合器、濾波式頻道合成器、相位式頻道合成器、調(diào)頻五工器等等。目前，以橋式多工器應(yīng)用最為普遍。三分貝定向耦合器 三分貝耦合器，是由兩條長度為/4且相互平行的帶狀金屬板（或金屬管）為內(nèi)導(dǎo)體，以截面為正方形的長方體（或園柱體）金屬盒為外導(dǎo)體組成的。四個端口均為50的同軸式結(jié)構(gòu)。能量從1口輸入，有一半的功率從2口輸出（稱為耦合輸出）電壓與1口同相。另一半功率從4口輸出（稱為傳輸輸出）電壓滯后于1口900，3口無輸出（稱為隔離端）。反之亦然，能量在3口輸入，在2、4口各有一半功率輸出但相位相差

31、900。因三分貝定向耦合器的結(jié)構(gòu)及工作原理可知，1口和3口之間是相互隔離的，若從這兩個端口輸入兩路相同頻率（或不同頻率）且相位相差900的信號，則可以在2口或4口的一個有合成輸出，故三分貝定向耦合器也可以作為雙工器使用。更多的情況在多工器中的同一位置三分貝耦合器即作為分配器使用又作為合成器使用。濾波器式頻道合成器 為了提高頻道之間的隔離度，避免相互之間的竄擾和互調(diào)，通常采用三分貝耦合器與濾波器組合使用的方式。濾波式頻道合成器（或稱濾波式雙工器、橋式雙工器）有多種形式，其結(jié)構(gòu)及原理如圖示： 橋式雙工器橋式雙工器，由兩個3dB定向耦合器(D1、D2)、兩個帶通濾波器(B1、B2)、一個均衡負(fù)載(R

32、)和連接饋管組成。信號f1由3dB定向耦合器D1的1口輸入，由2 口、4口輸出兩路功率各為一半的信號，其中2口與1口同相，4口比1口滯后90°。兩路信號通過帶通濾波器B1 、B2到達(dá)3dB定向耦合器D2的2、4口，由于4口與3口同相，2口比3口滯后90°，故兩路信號合成至3口輸出。 信號f2由D2的1口輸入，在2、4口輸出兩路功率各一半的信號，在帶通濾波器處被全反射回D2，由于相位的關(guān)系，兩路信號被合成至3口。由于3dB定向耦合器D1的1口只能輸入f1信號，所以稱為窄帶輸入口，D2的1口可輸入除f1以外的信號，故稱為寬帶輸入口。另一種濾波式頻道合成器，其原理見下圖： 濾波式

33、雙工器 濾波式頻道合成器的工作原理與用于調(diào)頻的濾波式雙工器相同，因?yàn)橛糜陔娨晝蓚€頻道、4個載波的合成，故要求通帶更寬，需要的諧振腔數(shù)量就多。這種形式的頻道合成器由于使用了三腔帶通濾波器，具有更高的隔離度，用于電視發(fā)射機(jī)的合成時，要求工作頻率間隔兩個頻道以上。調(diào)頻五工器 調(diào)頻五工器，是五套不同頻率的節(jié)目共用一副天線的設(shè)備，由五個濾波式雙工器組成。其結(jié)構(gòu)及工作原理如圖示： 調(diào)頻五工器f1通過第一個濾波式雙工器I1后到達(dá)第二個濾波式雙工器I2的寬帶口，通過I2的作用與f2合成并送至I3的寬帶口，與f3合成，再依次與f4、 f5合成至天線。實(shí)際上，3dB定向耦合器的隔離端之間總會有一些泄漏，帶通濾波器

34、也不可能把帶外信號完全反射，因此五工器的各輸入端之間會有一定的竄擾。根據(jù)五工器的頻率安排，帶通濾波器可使用兩腔或三腔，兩個頻率之間如果間隔較遠(yuǎn)，使用兩腔就足夠；當(dāng)頻率間隔較近時，可以使用三腔的濾波器，以加大帶外衰減，從而獲得良好的隔離度。一般各輸入端的頻率間隔要求在1MHz以上。調(diào)頻5+1多工系統(tǒng)調(diào)頻5+1多工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖示： 該系統(tǒng)由5部10KW發(fā)射機(jī)（2部5KW合成）、1部5KW備用發(fā)射機(jī)（頻率可以調(diào)整）、1套橋式五工器、5個同軸開關(guān)、1個10KW假負(fù)載、5個2KW吸收負(fù)載和若干連接使用的同軸饋管、彎頭等組成。發(fā)射機(jī)的主、備機(jī)與五工器、假負(fù)載和天線通過同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)連接在一起。圖

35、中同軸開關(guān)實(shí)線表示各發(fā)射機(jī)處于正常工作狀態(tài)，此時，各發(fā)射機(jī)信號通過同軸開關(guān)進(jìn)入五工器合成輸出到天線。備機(jī)通過各同軸開關(guān)連接到10KW假負(fù)載。當(dāng)某部發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障時，其所對應(yīng)的同軸開關(guān)轉(zhuǎn)換到圖中虛線位置（其它開關(guān)仍保持原狀態(tài)）將故障機(jī)連接到假負(fù)載，并將備機(jī)信號送入五工器，保證節(jié)目的正常播出。同時，可以在假負(fù)載上對故障機(jī)進(jìn)行測試和處理。8、多工器與同軸開關(guān)的安裝安裝前的準(zhǔn)備工作 工系統(tǒng)在安裝之前，先進(jìn)行平面設(shè)計(jì)。應(yīng)結(jié)合設(shè)備的體積、機(jī)房內(nèi)的可用面積和空間，以盡量靠近發(fā)射機(jī)并留有足夠的檢修通道為宜。同軸開關(guān)可以設(shè)計(jì)安裝在多工器上方，且方便手動切換的地方。安裝前的檢測，外觀檢查并進(jìn)行試組裝。指標(biāo)測試主要

36、有：各輸入端口的駐波比、輸入到輸出端口的插入損耗、各輸入端口之間的隔離度和3dB帶寬。按設(shè)計(jì)圖紙，在機(jī)房內(nèi)地面劃線定位，為了設(shè)備穩(wěn)定，可使用角鋼焊制固定各濾波器箱體等設(shè)備的地框。制做安裝固定同軸開關(guān)使用的支架和布置控制線纜的橋架。系統(tǒng)安裝為方便搬運(yùn)移動，可將橋式雙工器作標(biāo)記后分解，按設(shè)計(jì)圖使各濾波器在各地框內(nèi)就位，并與各頻率發(fā)射機(jī)位置一一對應(yīng)。在移動濾波器時，應(yīng)避免大的振動或碰撞其箱體。按標(biāo)記重組雙工器。對正各同軸端口的內(nèi)外導(dǎo)體輕輕插入到底，并擰緊喉箍，完成3dB耦合器、濾波器及平衡負(fù)載等各部件的連接。在濾波器上多點(diǎn)固定支架后安裝同軸開關(guān)，為了美觀各套同軸開關(guān)的位置、方向和高度應(yīng)保持一致。在多

37、工器系統(tǒng)的一側(cè)安裝假負(fù)載并使用地腳螺絲固定。盡量使用規(guī)格型號相同的同軸饋管和轉(zhuǎn)接件等進(jìn)行各設(shè)備之間的連接。連接應(yīng)保證高效可靠。外導(dǎo)體連接的方式有兩種：1、使用活法蘭和螺栓緊固連接；2、使用套筒抱箍和喉箍緊固的方式。內(nèi)導(dǎo)體的連接則均使用插芯。不論采用那種方式，均要使內(nèi)外導(dǎo)體緊密接觸并保持同心，以使連接部位的反射最小。在完成各種連接之后，還應(yīng)對懸空連接的饋管采取加支撐或吊桿固定的措施以防止變形脫落。再次測試系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求（參照多工器指標(biāo)測試）。安裝同軸開關(guān)控制線纜橋架、布線并連接。在多工器兩端的濾波器箱體下部，使用銅皮與機(jī)房的工藝地線進(jìn)行可靠連接。9、多工器的使用與維護(hù)對于已調(diào)試好投

38、入使用的多工器，維護(hù)中主要是保持其性能的穩(wěn)定。多工器的可調(diào)諧部件有3dB定向耦合器兩端的調(diào)諧螺釘、帶通濾波器內(nèi)導(dǎo)體的長度以及微調(diào)電容等，在正常的使用中不能再對這些部件進(jìn)行改動。帶通濾波器的頻率特性容易受溫度變化的影響，如果經(jīng)常處于高溫狀態(tài)會造成濾波器失諧。尤其要注意的是不能給濾波器強(qiáng)烈的沖撞，一旦造成變形將無法正常工作。多工器最常見的故障是由于溫升或變形造成頻率失諧，使反射、竄擾、插損等指標(biāo)下降。因此應(yīng)注意使多工器工作環(huán)境的溫度保持比較平均，在維護(hù)中如發(fā)現(xiàn)濾波器、3dB定向耦合器有異常的溫升（達(dá)到100C以上時），應(yīng)及時查找原因，并采取應(yīng)急的降溫措施。由于多工器的失諧，會使泄漏到均衡負(fù)載的功率

39、增大，負(fù)載溫度上升甚至燒毀。因此如發(fā)現(xiàn)負(fù)載溫度異常，也需要及時調(diào)整多工器的諧振點(diǎn)。在多工器各輸入端加功率后，考驗(yàn)24小時內(nèi)的溫度變化。設(shè)備溫度減去環(huán)境溫度為設(shè)備的溫升。設(shè)備的溫升達(dá)230C時為極限。（此時饋管內(nèi)外導(dǎo)體的溫度差為600C）多工器連接饋管的溫度因功率的逐級增加會不斷升溫，特別在最后一級功率最大溫度也最高。一般設(shè)備的溫度在加功率后一小時左右達(dá)到恒定。否則就視為不正常，應(yīng)查找原因進(jìn)行處理。如上所述，多工器可能會因?yàn)闉V波器和三分貝失諧引起指標(biāo)的變化。例如多工器中某個吸收負(fù)載發(fā)熱，或測試駐波比指標(biāo)變壞，需要進(jìn)行調(diào)整。一般調(diào)整在測試條件下進(jìn)行，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置頻率范圍，選擇通道1和通道2分

40、別按測試反射和傳輸校準(zhǔn)，將多工器的反射特性曲線和插入損耗曲線同時顯示在屏幕上，調(diào)整時，要兼顧兩條曲線的合格值。調(diào)整濾波器銦鋼螺栓的長短可以使頻率點(diǎn)左右移動；調(diào)整左右耦合環(huán)的大小可以改變曲線的狀態(tài)，經(jīng)反復(fù)調(diào)整可以使兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到合格值。調(diào)整三分貝耦合器兩端的補(bǔ)償電容片，可以使兩輸出端的平衡度和駐波比指標(biāo)得到改善。10、多工器指標(biāo)測試 多工器的指標(biāo)主要測試以下幾項(xiàng)： 各輸入端口駐波比； 各輸入端口之間的隔離度； 各輸入端口到輸出端口的插入損耗； 各輸入端口與吸收負(fù)載的隔離度。測試儀器使用HP8752A網(wǎng)絡(luò)分析儀。測試各輸入端口駐波比 在儀器上選擇“反射”測量；設(shè)置頻率范圍；經(jīng)校準(zhǔn)后，儀器的輸出端接多

41、工器F1的輸入端。多工器的輸出端和其它頻率的輸入端接標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載，測試結(jié)果打印。合格值為S1.1，同理，測試F2、F3-FN。駐波比測試接線圖測試各輸入端口之間的隔離度 在儀器上選擇“傳輸”測量；設(shè)置頻率范圍；經(jīng)校準(zhǔn)后，儀器的輸出端接多工器F1的輸入端，儀器的輸入端接F2，多工器的其它輸入和輸出端接標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載，測試結(jié)果打印。儀器的輸入端接F3F4-FN，即可得F1對F2 、F3-FN的隔離度，合格值為45dB。同理可以測得其余端口之間的隔離度。 隔離度測試接線圖測試各輸入端到輸出端口的插入損耗 在儀器上選擇“傳輸”測量；設(shè)置頻率范圍；經(jīng)校準(zhǔn)后，儀器的輸出端接多工器的F1輸入端，儀器的輸入端接多工器的

42、輸出端，多工器其它輸入端接標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載，結(jié)果打印。儀器的輸出端分別接F2F3-FN，可以測得各頻率對輸出端口的插入損耗。合格值為0.2dB左右。插入損耗測試接線圖各輸入端口與吸收負(fù)載的隔離度 在儀器上選擇傳輸測量；設(shè)置頻率范圍；經(jīng)校準(zhǔn)或，儀器輸出端接多工器F1輸入端口，F(xiàn)1接吸收負(fù)載的端口改接儀器輸入端，結(jié)果打印。合格值為：60dB，同理分別測得其他頻率對吸收負(fù)載的隔離度。與負(fù)載隔離度測試接線圖11、電視調(diào)頻天線系統(tǒng)維護(hù)與檢修天線系統(tǒng)及附屬設(shè)備檢修周期 日檢：天線維護(hù)人員每天要巡檢一次塔桅附近的責(zé)任區(qū)和機(jī)房內(nèi)屬于天線維護(hù)的設(shè)備。例如 ：頻道合成器、調(diào)頻五工器、天線開關(guān)板、各設(shè)備之間的連接饋管和彎頭

43、，充氣機(jī)系統(tǒng)等；檢查其工作是否正常，記錄設(shè)備連接點(diǎn)的溫度和環(huán)境溫度，記錄入、反射功率表、氣壓表的表頭值，充氣機(jī)的啟動次數(shù)。在塔桅和責(zé)任區(qū)內(nèi)，查看有無危及天線系統(tǒng)設(shè)備安全運(yùn)行的施工，若有時，應(yīng)提出注意事項(xiàng)，并配合至施工結(jié)束。 周檢：充分利用每周二下午的停機(jī)時間，對塔上或機(jī)房有異態(tài)的設(shè)備進(jìn)行檢修和測試。 月檢：主要是對附屬設(shè)備的檢修。例如：塔上的航空障礙燈系統(tǒng)、天線區(qū)的配電系統(tǒng)、充氣機(jī)系統(tǒng)等。還有工具設(shè)備的安全檢查和保養(yǎng)。 季檢：主要是結(jié)合季節(jié)變化進(jìn)行的設(shè)備檢修。例如：冬季前后，主、分饋電纜加固和塔的結(jié)構(gòu)檢查；雨季到來之前，塔上避雷系統(tǒng)的安全檢修和天線系統(tǒng)接地及天線密封的檢修等。做好設(shè)備的安全渡夏

44、和越冬方面的工作。 半年檢：天線系統(tǒng)電氣指標(biāo)測試，塔上天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)檢查。 年檢：頻道合成器、調(diào)頻五工器電氣指標(biāo)測試，塔桅接地電阻測量，塔體垂直度及沉降觀測，天線發(fā)射場強(qiáng)測量等。以上內(nèi)容可以編制一個“天線測試項(xiàng)目及周期表”見表1；和“天線設(shè)備年度檢修計(jì)劃表”見表2；根據(jù)設(shè)備情況列出維護(hù)的項(xiàng)目和計(jì)劃實(shí)施時間，在正常情況下應(yīng)按照計(jì)劃進(jìn)行各項(xiàng)檢修和測試工作。如遇到設(shè)備故障需要槍修、技改大修工程和重要播出任務(wù)等情況，可酌情順延。每次檢修完畢，應(yīng)詳細(xì)填寫檢修記錄，以供查對及作為今后維護(hù)的參考。 表1 測試項(xiàng)目周期備注 系統(tǒng)駐波比半年 系統(tǒng)絕緣電阻半年 系統(tǒng)直流電阻半年調(diào)頻五工器指標(biāo)：駐波比、隔離度、插入損

45、耗一年頻道合成器指標(biāo)：駐波比、隔離度、插入損耗一年 發(fā)射場強(qiáng)一年 塔體接地電阻一年 塔體垂直度及沉降觀測一年 12、天線系統(tǒng)設(shè)備的防雷保護(hù)雷電的形成雷電是一種自然界中云與云或云與地之間的放電現(xiàn)象。因?yàn)槔纂娺^程對人身安全和設(shè)備安全構(gòu)成較大危害，因此多年來一直為人們所關(guān)注，并一直在探索它的奧秘，尋找避免和減少被雷擊的方法。關(guān)于雷電的成因，有觀點(diǎn)認(rèn)為是大氣層中云的積累，即從淡積云向濃積云發(fā)展成雷雨云，并伴隨著復(fù)雜的微物理過程。云中的水滴在高速氣流中作劇烈運(yùn)動，被分裂成帶負(fù)電的較大顆粒和帶正電的較小顆粒，前者落至低空，而后者被上升氣流帶至高空，因此，雷雨云團(tuán)中電荷的分布特點(diǎn)是正電荷集中在云的上部，負(fù)電

46、荷集中在云的下部。由于靜電感應(yīng)，地面及地面上的物體帶正電荷。當(dāng)云地之間的靜電場達(dá)到一定強(qiáng)度時，便會發(fā)生就近對地放電現(xiàn)象，若放電通路不暢時，則會發(fā)生雷擊并伴有電閃雷鳴。 廣播、電視天線塔桅屬于高聳建筑，一般都大大高于附近的其它建筑物，根據(jù)尖端放電原理，經(jīng)常是雷擊的首要目標(biāo)。但是，從安全播出的要求來說廣播電視在任何情況下都不能停播，無論雷電有多么大都不能影響播出。因此，在設(shè)計(jì)塔桅和天線時對防雷系統(tǒng)都給予了充分的考慮。問題是，在不斷發(fā)生的雷擊事件中，大量符合規(guī)范要求的防雷裝置，有時起不到保護(hù)作用的事例讓人深思。近年來，在討論傳統(tǒng)防雷裝置的功過時，的確有不少新的避雷、防雷裝置問世，但同時也引起學(xué)術(shù)界、

47、工程技術(shù)界的不同意見和爭鳴，是傳統(tǒng)的防雷裝置過時了嗎?還是有其他的原因。有觀點(diǎn)認(rèn)為：目前，沒有任何一種避雷、防雷裝置能全面防止雷電災(zāi)害，必須采取多級防護(hù)的辦法。避雷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 傳統(tǒng)的避雷系統(tǒng)由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器： 即避雷針，有多種形式。例如：原北京月壇塔，高184米三角形組合斷面自立式鋼塔，其避雷針由一根長.0.6米、28mm的富蘭克林針和一根長4米、100mm的鋼管組成，安裝在桅桿的頂部。而中央塔，高405米方園形鋼筋混凝土塔，其接閃器是由一根長3米、80mm的富蘭克林針、6米長的鋼結(jié)構(gòu)避雷針架和4根各長2米的角鋼制橫向避雷針組成的，使用螺栓加焊接的方式固定在塔頂上。

48、引下線： 即連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。對一般的廣播、電視鋼塔桅來說，塔桅本身就作為引下線?；炷岭娨曀囊戮€與眾不同，這部分結(jié)構(gòu)充分利用了建筑混凝土內(nèi)密集的鋼筋體和鋼桅桿，以及眾多的鋼結(jié)構(gòu)的可利用部分，并采用焊接的方式將它們連接為一體。接地裝置： 即埋入地下的基礎(chǔ)和接地體。有多種形式，按建筑防雷規(guī)范的要求，一般鋼塔桅的接地體是單獨(dú)埋設(shè)的，與基礎(chǔ)施工同時進(jìn)行。而混凝土電視塔的接地裝置，即埋入地下的混凝土基礎(chǔ)鋼筋。例如：中央塔龐大的接地體，采用了硅酸鹽為基料的水泥，其內(nèi)鋼筋密布，埋深達(dá)23米與周圍的地下水接觸形成散流導(dǎo)體。設(shè)計(jì)要求的接地電阻R4。有雷電發(fā)生時，使強(qiáng)大的閃擊電流經(jīng)接閃器、引下

49、線和接地裝置迅速瀉入大地。設(shè)備接地與防雷方式：以上三部分的設(shè)計(jì)及施工均要符合建筑防雷規(guī)范的要求。以中央塔為例：在全高135米的天線桅桿上，安裝有7副天線的272個振子、58套功率分配器、14根主饋電纜和眾多的附屬設(shè)備及電氣管線如：節(jié)日照明系統(tǒng)、航空障礙燈系統(tǒng)、通訊天線系統(tǒng)和天線區(qū)的工作配電系統(tǒng)等。它們的防雷接地均是通過其安裝構(gòu)件、予埋件與塔的主筋相連，天、饋線系統(tǒng)元件的外導(dǎo)體與鋼桅桿或接地端子要有良好接觸，電氣線路均穿鋼管或敷設(shè)在槽鋼內(nèi)、塔外的各層航空障礙燈使用了鉛皮電纜，以使放電通路暢通，從而達(dá)到防雷擊的目的。主饋電纜的另一端在機(jī)房內(nèi)接地。 塔樓全高59米，中心對地高度237米，外展最大直徑

50、41米。由于鋼結(jié)構(gòu)梁及所有建筑物的金屬部分均連為一體并與引下線連接，使塔樓的內(nèi)部成為避雷的法拉第籠。發(fā)射機(jī)房設(shè)在塔樓內(nèi)，主饋電纜的下端和天線開關(guān)板、多工器等設(shè)備分別通過地溝內(nèi)的接地線與引下線連接。因此中央塔的防雷系統(tǒng)可以說是富蘭克林針和法拉第籠的結(jié)合。防雷系統(tǒng)的維護(hù)與檢修 根據(jù)氣象部門的統(tǒng)計(jì)，北京地區(qū)屬于多雷暴區(qū)域，年平均雷暴日數(shù)在3846天，且集中在4-10月間，其中市區(qū)為40天左右，多發(fā)生在傍晚至半夜的時間段。主要是城市的熱島效應(yīng)，使市區(qū)上空的熱空氣對流加強(qiáng)導(dǎo)致雷暴增多，這種情況在其它城市也同樣存在。目前，中央塔仍是北京地區(qū)最高的建筑，自93年建成投入使用至今，塔上發(fā)射天線及附屬設(shè)備還沒有

51、遭受雷擊的記錄。但是，因雷擊有很大的隨機(jī)性，未遭雷擊，并不意味就安全可靠。隨著時間的推移，北京地區(qū)地下水位降低，有可能使土壤的導(dǎo)電率降低、接地電阻增大，增加被雷擊的機(jī)會。因此需要在日常維護(hù)中定期測試塔的接地電阻，定期檢查天線及附屬設(shè)備的接地端子和塔頂接閃器的結(jié)構(gòu)，以保持防雷通路的暢通。1 基接地電阻的測試：按維護(hù)周期要求每年至少測試一次塔的接地電阻，時間一般選擇在3月或11月的干燥季節(jié)，目的是了解接地電阻的變化。按防雷規(guī)范要求可以使用ZC8型地阻搖表進(jìn)行測試，其測試結(jié)果要與原始記錄進(jìn)行比較。以一般的電視調(diào)頻天線塔為例，地阻測試接線如下圖所示： 塔桅地阻測試接線示意圖A、儀器與工具：地阻搖表1只

52、，20米、40米測量線各1根，2米測量線兩根，0.5米鋼釬兩把，手錘1把，鋼銼1把。B、測試步驟：a、在塔桅的各主柱靠近地面處選擇一點(diǎn)，用鋼銼除去表面油漆以使接觸良好；b、在地面選好方向，充分放開測量線，一端接搖表，另一端接鋼釬，并用手錘將鋼釬打入地下約0.4米；c、用短線接搖表和塔柱；d、以每分鐘120轉(zhuǎn)的速率轉(zhuǎn)動搖表，當(dāng)指針對準(zhǔn)0位時記錄表頭讀數(shù)；e、依次測試其余塔柱的地阻并記錄讀數(shù)。 需要指出的是，這種沿用多年的檢測方法有一定的局限性，因?yàn)楣ゎl接地的電阻與落雷時的沖擊接地電阻是有區(qū)別的。必要時可以請專業(yè)的避雷檢測部門使用沖擊阻抗測試儀進(jìn)行測試。塔頂接閃器的結(jié)構(gòu)檢查： 安裝在塔頂?shù)慕娱W器，

53、受高塔鞭梢效應(yīng)的影響容易疲勞、開裂或折斷。具了解已有幾座高塔曾發(fā)生過塔頂接閃器墜落的事故。中央塔在96年的一次例行檢修中，也曾發(fā)現(xiàn)一根橫向避雷針在螺栓的固定部位出現(xiàn)斷裂，由于發(fā)現(xiàn)及時，人為地把它折斷而沒有造成事故。檢查周期一般每季度一次，選擇晴朗無風(fēng)的周二下午上塔，應(yīng)仔細(xì)檢查接閃器結(jié)構(gòu)的完整性和連接部位的可靠性，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。2 天線及附屬設(shè)備接地端子檢查：天線系統(tǒng)和附屬設(shè)備的防雷接地是通過與安裝構(gòu)件的可靠連接來實(shí)現(xiàn)的，各接地點(diǎn)應(yīng)保持良好的連接和接觸。由于塔高風(fēng)振等惡劣環(huán)境的影響，會使連接、固定螺栓變松，日久金屬構(gòu)件的連接處會生銹增加接觸電阻，特別是附加在線纜上的接地線，有可能接觸不良或

54、脫落。以上問題如果在維護(hù)中失檢、漏檢均會造成使設(shè)備遭雷擊的可能。因此，防雷系統(tǒng)的檢修是天線維護(hù)工作的重要內(nèi)容。天線系統(tǒng)及附屬設(shè)備的防雷接地檢查，是按天線檢修周期每半年一次進(jìn)行的，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。所有連接點(diǎn)的防腐處理是與鋼塔桅每35年一次的防腐涂覆一起進(jìn)行的。需要注意的一些問題1 隨著城市面積的擴(kuò)大，建筑物的增高，電視塔的高度也在不斷增加，為了防止側(cè)擊雷，在塔上任何高度安裝的設(shè)備均要認(rèn)真考慮接地問題。在設(shè)備安裝時特別是連接、固定部位應(yīng)與塔柱或接地端子保持良好接觸。某臺的有線電視被雷擊，其原因是安裝在平臺塔柱上的接收天線，在固定部位墊有膠皮，使放電通路受阻所致。天線主饋電纜的兩端均要良好接地，塔上在電纜連接器處或使電纜的外導(dǎo)體與塔連接接地。另一端應(yīng)在進(jìn)入機(jī)房之前接地或在機(jī)房內(nèi)接地。某通訊臺機(jī)房設(shè)備被雷擊，即因?yàn)樘炀€安裝在塔上，另外敷設(shè)的饋電電纜在機(jī)房端未按規(guī)范接地，造成雷電引入。一般鋼塔桅在避雷系統(tǒng)中是作為引下線使用的，因此，天線塔桅在架設(shè)過程中，除結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)符合規(guī)范外，單元塔節(jié)之間的連接必須保持良好接觸，法