中、短波廣播接收天線的配置和使用

摘 要 天線是一種高頻電能與電磁波能的轉換器，是無線電通信系統重要的前端器件，其本身的質量直接影響著無線電系統的整體性能。本文闡述了中、短波廣播接收天線的使用與監測工作的內在聯系，對原有監測臺和新建監測臺各種天線的技術特點進行了比較，闡述了天線的使用方法和注意事項。

關鍵詞 天線廣播 監測 電氣 特性 天線使用

一、前言

監測臺使用接收天線的目的，是通過接收天線的技術特性的運用達到預期的效果，使接收信號最強，降低干擾，從而提高信噪比。因此，天線性能的好壞，直接關系到監測工作完成的質量，同時，科學、合理的使用天線，對更好地完成監測工作、提高監測工作的效率同樣具有重要的作用。

二、監測任務與天線選擇

接收中、短波段廣播電臺的信號是監測臺的基本任務之一，按要求分別進行如下工作：廣播效果的評估；播出質量的監聽；發射特性的測量；境外電臺廣播動態的監測；頻譜監測。根據各項監測任務的不同要求，監測臺需配置不同形式的接收天線。進行播出質量的監聽和發射特性的測量，要求有足夠強的接收信號，便于判別播出異態和避開同頻道上其他發射機的干擾，以便準確測量發射機的發射特性（調幅度、頻偏容限度）。進行境外電臺廣播動態的監測，也同樣需要足夠強的接收信號，對電臺的歸屬進行辨別，特別是對一些弱信號電臺，盡可能通過高性能天線，提高信號強度，對確保準確、及時地發現頻率的變化具有重要作用。

進行上述項目的監測，要求接收天線具有方向性強、增益系數高的特點。評估廣播效果則需要用全向天線接收信號。因為，廣播宣傳的服務對象是廣大的普通聽眾，而普通聽眾使用的是民用接收機，若使用監測臺強定向、高增益的天線接受的電臺信號，不能準確反映收測地區實際的廣播效果。因此，應用最接近民用接收機收聽效果的全向天線來評估廣播的實際效果。

頻譜監測主要是掌握監測臺所在地區上空的中短波波段的頻譜負荷情況，需要同時比較來自不同方向的電臺信號在接收地區的強弱程度，要用全向天線來客觀評定各頻道的負荷程度。同時由于頻譜監測需要辨別電臺的歸屬和節目語言，需要接收到的電臺信號最強，易于辨別，應使用接收效果最好的定向天線。因此，頻譜監測需要全向天線和定向天線配合使用。

三、早期監測臺的天線構成

監測臺一般都配置多種形式的定向天線和全向天線。在建國初期建設的監測臺配置的天線主要是魚骨形天線、垂直籠形天線、角籠形天線和長線行波天線。

1.魚骨形天線。魚骨形天線是一種寬波段的行波天線，方向性好，水平波束寬度約26°。因其效率較低，只用作短波接收天線。在實際使用中，圍繞監測機房在14個方向上將魚骨形天線組成天線陣，因魚骨形天線的水平波束寬度約26°，14副天線覆蓋范圍約360°，這樣對來自各方向的電波基本上能在最大方向上接收。由于魚骨形天線方向性好，抗干擾能力強，因此，是廣播質量監測、發射特性測量和電臺歸屬識別（境外電臺監測、頻譜監測）工作的主用天線，同時，對判定電臺的大致方位也有參考作用。魚骨形天線是監測工作中使用率最高的天線。

2.垂直籠形天線。垂直籠形天線在水平面內是無方向性的，其特點是在垂直面內較低仰角的接收性能較好，最適宜接收傳播距離1000公里以內的中、短波電臺。在中、短波頻譜收測、廣播效果監測中使用。

3.角籠形天線。角籠天線的特性與水平籠形基本相同，但由于兩個振子互相垂直，因此它的水平方向圖接近圓形，屬全向天線。角籠天線接收中等距離的電臺信號效果較好，在監測臺，角籠天線主要用作頻譜收測，也可用作廣播效果監測和實驗效果監測。

4.長線行波天線。長線行波天線又稱低架行波天線或長天線，由一根長數百米、經線為3mm～4mm的銅導線水平低架于距地面約2.5m～4.5m所構成。由于地波傳播過程中的波前傾現象，電場包含兩個分量，一個是垂直地面的垂直分量，一個是位于傳播方向上水平分量。垂直分量在水平導線上不產生感應電動勢，而只有與導線平行的分量才能在導線上產生感應電動勢。長天線接受的是地波的水平分量。

由于電場的取向與來波方向有關，因此，長天線是一種定向天線。對于距離太近的電臺，電場的水平分量太小，天線的方向性不明顯；而收測距離較遠的中波電臺則方向性明顯，效果較好，是收測監測臺所在地區的周邊城市和地區中波臺地波信號的主用天線。

四、新建監測臺天線的構成

1.對數周期天線。對數周期天線是一種寬頻帶天線，天線增益大，由于水平波束寬度為60°～80°，只需6副天線組成的天線陣，就可覆蓋360°范圍。對數周期天線承擔的任務，相當于元有監測臺的魚骨形天線。

2.轉動式對數周期天線。轉動式對數周期天線和固定對數周期天線在電氣性能基本相同，其主要特點是天線振子可以360°旋轉，靈活地改變接收方向，避免了偏向接受的信號損耗，達到最佳的接收效果。其與固定對數周期天線配合使用，可以很好地彌補固定對數周期天線的方向性和魚骨形天線的不足。

3.多模多饋天線。多模多饋天線為短波寬頻帶天線，在水平面內是無方向性的。通過控制輻射線的饋電相位，可以產生高角模和低角模輻射。由于多模多饋天線具有一個低角模、二個高角模，對不同距離的電臺信號，可選擇合適的仰角接收。接收遠距離電臺信號時，宜用低角模；接收中、近距離電臺信號時，宜用高角模。多模多饋天線主要覆蓋中近距離（2000km以內），同時可兼顧遠區，其承擔的任務相當于原有監測臺的角籠形天線。

4.中波柱形天線。中波柱形天線全稱為中波垂直極化圓柱形單極天線，在水平面內無方向性。與長線行波天線為水平架設不同的是，中波柱形天線為垂直架設的垂直接地天線，接收的是地波的垂直極化波。中波柱形天線可以接收近距離中波電場的地波垂直分量，也可以接收中遠距離中波的天波垂直極化波，是監測臺收測中波廣播的主用天線，其承擔的任務相當于原有監測臺垂直籠形天線和長線行波天線。

五、早期監測臺與新建監測臺天線布局的比較

與早期監測臺的天線布局相比，新建監測臺的天線布局有其顯著地特點。

1.占地面積小。早期的接收天線占地面積大，如魚骨形天線的天線幕長一般有100m，寬約100m，由多副魚骨形天線組成的天線陣占地面積很大；長線行波天線的天線長度可達600m～800m。新建監測臺的天線占地少，節約了大量土地。在目前國家對土地控制非常嚴格的情況下，減少天線的占地面積、節省國土資源具有重要的現實意義。

2.技術先進。（1）多模多饋天線配以饋電網絡，以不同的饋電方式，將信號以不同的相位關系分配到各輻射線上，實現多模輻射。高中低三個角膜，可三路同時工作，同時供三部接收機使用，一副多模多饋天線至少可代替9副角籠天線用。（2）中波波段，由于波長較長，天線架設的電度高H/λ受限，而物理長度相對電長度很短的天線，比起其他波段天線的高度也是相當可觀的。中波天線小型化，將由于電尺寸地減小，造成天線許多參數難以實現。中波柱形天線很好地解決了天線小型化對技術參數的影響，它頻帶寬，接收質量高。（3）轉動式對數周期天線的天線幕可以360°旋轉，對任何方向的電臺信號均能在最大方向上接收，其判斷電臺大致方位的精確度優于魚骨形天線陣。（4）一副天線架設號以后，當使用波長改變時，它的主要特性指標都將發生變化，為了保證天線的質量，必須給天線劃定一個工作頻段范圍。如工作頻率偏離原設計頻率后，諸電參數變壞，天線的增益將下降。而對數周期天線就是基于“與頻率無關”這一思想設計的，可看作天線的諸電參數基本隨工作頻率的變化而變化，是一種寬頻帶天線。

3.天線配置合理。中波、短波、定向、全向天線俱全，特別是配置了轉動式對數周期天線，與其他天線形成互補，顯著提高了天線的工作效率。

五、天線的使用

各種天線都有其特定的技術參數，因此，在使用天線前，應了解天線的主要電氣特性。一是掌握天線的主向、水平波束寬度、最佳接收距離；二是掌握天線的額工作頻率范圍；三是接收不同極化方式的電波使用不同的天線效果是不一樣的，應掌握各種天線的極化接收方式。四是明確不同的監測任務應使用的天線。在實際工作中，經常需要利用天線的方向性使接收信號最強，或使弱小信號增強到可以清晰辨別的程度。但是如果因使用不當，使多部接收機同時使用同一副天線，造成接收的信號明顯減弱，降低了天線的抗干擾能力，或使微弱信號無法辨別，那將直接影響到監測工作的質量。因此，在使用天線時，應盡量避免數部接收機同時使用同一副天線。

六、結束語

天線是監測臺重要的監測設備，了解天線的電氣特性，掌握天線的技術特點，合理、有效地使用天線，同時做好天線的技術維護工作，是做好監測工作的重要環節。

參考文獻

[1]短波天線維護手冊.人民郵電出版社.

[2]天線.廣播電視技術手冊第七分冊.