廣播電視發(fā)射天線技術及應用分析

國家新聞出版廣電總局五四二臺　任　遠

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廣播電視發(fā)射天線技術及應用分析

國家新聞出版廣電總局五四二臺任遠

【摘要】廣播電視是現代社會生活不可或缺的一部分，其服務水平的重要性不言而喻。發(fā)射天線技術是廣播電視正常運行的基礎基礎。首先，對廣播電視發(fā)射天線技術的工作原理進行了分析，并討論了其技術特征。接著，對發(fā)射天線的常見類型及各自優(yōu)缺點進行討論。最后，對廣播電視發(fā)射天線技術運用中常見問題進行歸納，并對如何更好地運用廣播電視發(fā)射天線技術進行分析。希望本文能夠對提升廣播電視發(fā)射天線技術的運用科學性有積極促進作用。

【關鍵詞】廣播電視管理；技術管理；發(fā)射天線技術

1　廣播電視發(fā)射天線技術的原理和特征

1.1工作原理

在電磁場矢量運行過程中，會有圓極化、橢圓極化以及線極化這三種基本形態(tài)。極化波與地球平面有三種不同相對狀態(tài)，或者與地平面垂直、或者與地平面平行、或者與地平面以一定的夾角傾斜，它們分別引發(fā)不同方向的電磁波，從而完成信號在地球空間范圍的全方位傳播。對電視臺或者廣播站而言，可以利用地面設備來接受和發(fā)射電磁波，從而確保信號能夠發(fā)射到不同方位的用戶。在通常情形下，可以利用發(fā)射天線來完成信號的增益、評定、接收和轉化工作。在這個過程中，天線增益性能的高低直接關系到天線的工作質量。如果要電磁波達到足夠遠的傳輸距離，就需要通過提升增益來拓寬其波瓣寬度。

圖1　發(fā)射天線工作原理示意圖

如圖1所示，為廣播發(fā)射天線工作原理示意圖。以發(fā)射天線為中心，電磁波以射線角度和極化波場向一定距離的空間傳輸。在這個過程中，首先會通過在波發(fā)生器產生高頻電流，以作為后續(xù)信號發(fā)射載體；同時，會通過話筒將聲音信號轉化成電信號。接著，會通過調制器和放大器對音頻信號作處理，將其加載到高頻電流上。通過發(fā)射天線，攜帶電頻信號的高頻電流會以電磁波形式發(fā)射到地球平面空間。在用戶端，會通過收音機等設備自身設置的天線接收到來自發(fā)射天線的各種各樣的電磁波，并通過調節(jié)裝置對電磁波頻率進行選擇，從中過濾出與選臺相適應的信號。最后，通過終端設備揚聲器將天線發(fā)射出的信號轉換成人耳可識別的聲音。

1.2技術特征

從廣播電視發(fā)射天線的技術特征、運用表現來看，它擁有專業(yè)性、獨特性以及普及性等方面的特點。首先，廣播電視發(fā)射天線技術具有強烈的專業(yè)性，它不僅涉及信息技術、廣播傳播技術，而且設計氣象學、物理學以及空間學等多門學科技術，因此在運用的過程中需要由專業(yè)人才隊伍的保證。同時，需要擁有豐富運營經驗的人才，確保相關技術能夠在合理、高效的平臺上得以運用。其次，相對于其他通信技術，廣播電視發(fā)射天線技術具有鮮明的獨特性。相比較于衛(wèi)星傳播技術而言，廣播電視發(fā)射天線技術的傳播功率較小，因而只能覆蓋一定地域空間；受氣象變化、地理地貌以及磁場變化等因素的影響，廣播電視發(fā)射天線技術所傳播的電磁波穩(wěn)定性會受到較為顯著的影響。比如，如果在電視機或者廣播臨近處有其他電力設備，那么就可能受到該設備電磁場的干擾，導致所接收到的廣播/電視信號出現異常。再次，廣播電視發(fā)射天線技術具有高度的普及性。目前，該技術已經幾乎普及到全世界各個角落，即使是最普通的家庭，都能夠方便地享受該技術所帶來的通信服務。同時，該技術通常情況下不直接向用戶收取費用，也使得大眾樂于使用。

2　廣播電視發(fā)射天線的常見類型及其特點

在廣播電視發(fā)射天線運行的過程中，會根據設備標準、用戶分布范圍等選擇不同的發(fā)射頻段。據此，可以將其分為UHF天線、VHF天線這兩個基本類型。

2.1VHF段天線

VHF段天線是指頻段很高(Very High Frequency，VHF)，通常分布在30MHz到300MHz的天線類型。該類型產品通常包括蝙蝠翼天線、十字型天線、雙環(huán)天線以及縫隙天線。

1)蝙蝠翼天線。該類發(fā)射天線的功率通常在3kW以上。在使用過程中，除了頻帶寬，發(fā)生功能強的優(yōu)點以外，還具有匹配性能高、按照過程簡單的優(yōu)點。然而，其造價較高，而且水平方向的發(fā)射穩(wěn)定性具有較高的技術標準。因此，在實際安裝時，需要進行標準操作。

2)十字型天線。其發(fā)射功率一般在1kW以下。然而，其結構簡單(折合板子呈十字形構造)、造價低，因而普及率較高。在實際安裝使用過程中，可以利用4-6層組合來提升其覆蓋范圍。然而，該類天線的頻帶較窄，因此需要進行精準調試，對安裝人員、使用人員的使用技術和經驗有較高要求。

3)框型天線。這種類型天線的基本構造是四個折合振子，通常會按照框型組合。在實際運用過程中，它具有比較高的增益，而且造價較低。然而，與十字型天線類似，它的頻帶較窄，需要進行精準調試。

4)雙環(huán)天線。即將兩個周長等于一個波長的圓環(huán)通過平行雙導線并接起來，在平行雙導線的中點平衡饋電構成的所謂雙環(huán)天線，根據覆蓋范圍要求，也可組成4聯、6聯等形式，其優(yōu)點是饋電點少，結構簡單，增益高，頻帶寬。

5)縫隙天線。該類天線的結構較為簡單，通常為單根式。在運用過程中，它具有安裝簡單，環(huán)境適應性強且耐用度高的優(yōu)點。缺點也十分明顯，覆蓋范圍十分狹窄。

對于諸多VHF段天線，在實際安裝使用時，采用最多的是多層蝙蝠翼天線。如圖2所示，蝙蝠翼天線包含桅桿、多層波段振子(共7層，兩翼呈現對稱性分布)。通常而言，波段振子層數越多，其增益就越強，尤其是在垂直方向的接收能力就越強，能覆蓋的范圍也就越廣。

圖2　蝙蝠翼天線實圖

圖3　半波陣子天線基本結構示意圖

2.2UHF段天線

UHF段天線是指特高頻(Ultra High Frequency，UHF)天線，其頻率范圍通常為300-3000MHz，波長則分布在1m-1dm之間。在實際運用時，UHF段天線主要有半波振子天線(俗稱面包天線)、縫隙天線。縫隙天線在上文已經被討論。

如圖3所示，半波振子天線的結構較為簡單，包括半波振子、反射器、引向器以及饋線等。在實際制作和使用過程中，每一個半波振子可以單獨發(fā)揮信號功能；可以將多個半波振子通過引向器組合起來使用，從而構成雙極化和多極化天線。也正是因為這一特點，該類天線成為使用范圍最廣的天線。

3　廣播電視發(fā)射天線技術運用中常見問題

3.1回波損耗問題

在發(fā)射天線輸入信號時，可能出現阻抗異常，從而導致信號發(fā)射能量出現損耗。在這種情形下，天線與阻抗的匹配程度越高，損耗就越低。因此，在安裝和使用過程中，需要選擇合適的阻抗。另外，在驚喜無限信號輸入時，可能出現輸人端口覆蓋范圍超限的情形，也可能導致發(fā)射能量被迫阻擋。

3.2駐波比浮動問題

所謂駐波比實際上就是發(fā)射天線上電流最大值與最小值的比值。駐波比同回波損耗在與天線匹配的關系上是截然相反的，也就是說比值的大小和匹配度成反比。在進行廣播電視發(fā)射天線安裝、調試時，電流浮動的現象較為常見，因而出現駐波比浮動也就較為普遍。

4　廣播電視發(fā)射天線技術的應用管理

4.1提升使用規(guī)范性

在實際使用過程中，能否最大化地發(fā)揮出技術的優(yōu)勢，并盡量避免技術缺點的出現，首先就需要確保使用人員嚴格按照技術規(guī)范操作。一方面，需要根據廣播電視信號發(fā)射實際需求，選擇適合該任務的發(fā)射天線類型，既不可以“低需求高標準”，更不可以“高需求第標準”。另一方面，在實際使用時，需要嚴格遵循天線技術規(guī)范，尤其需要確保數據傳輸的準確性，提升信號保真度。

4.2確保信號穩(wěn)定性

信號穩(wěn)定性是發(fā)射天線正常發(fā)揮作用的前提，也是廣播電視信號管理的重要標準。一方面，工作人員在增強這一技術的穩(wěn)定性過程中應當注重使得各種聲音和圖像信息的傳播更加穩(wěn)定。其次，工作人員在增強這一技術的穩(wěn)定性時應當使無線信號沿著地面?zhèn)鞑ィ瑥亩梢杂行У奶嵘盘柊l(fā)射時的穩(wěn)定性。與此同時，工作人員在增強這一技術的穩(wěn)定性時應當保證信號的穩(wěn)定性和有效性，并且通過監(jiān)聽檢測設備的合理應用來進一步促進廣播電視發(fā)射天線技術得到更為廣泛的應用。

4.3改進天線材料管理

天線材料是充分發(fā)揮發(fā)射天線功能的基礎，它是決定廣播發(fā)射功率能否得到滿足的物質條件。首先，需要推動制造商不斷提升材料的頻段，提升材料的技術標準。其次，需要改進天線材料的日常管理。尤其需要防止酸雨、沙塵暴等氣象因素對天線的腐蝕和打擊。另外，需要積極推動材料的簡化，提升日常管理的難度。

5　結束語

廣播電視是現代居民生活的重要組成部分，它不僅為居民提供信息播放服務，而且能夠為居民提供娛樂節(jié)目服務。然而，為了更好地做好廣播電視，就需要不斷提升相關的服務基礎。其中，發(fā)射天線直接關系到廣播電視的信號強度和信號穩(wěn)定性。因此，必須強化對廣播電視發(fā)射天線技術管理。在這個過程中，除了要了解其工作原理、技術特征外，還需要對常見發(fā)射天線類型有較為科學的認知，從而根據需求選擇合適的天線。

參考文獻

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