廣播電視發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，對發射天線的常見類型及各自優缺點進行討論。最后，對廣播電視發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射天線技術進行分析。希望本文能夠對提升廣播電視發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；發射天線技術

1　廣播電視發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。極化波與地球平面有三種不同相對狀態，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射電磁波，從而確保信號能夠發射到不同方位的用戶。在通常情形下，可以利用發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　發射天線工作原理示意圖

如圖1所示，為廣播發射天線工作原理示意圖。以發射天線為中心，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，首先會通過在波發生器產生高頻電流，以作為后續信號發射載體；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。通過發射天線，攜帶電頻信號的高頻電流會以電磁波形式發射到地球平面空間。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射天線的各種各樣的電磁波，并通過調節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

從廣播電視發射天線的技術特征、運用表現來看，它擁有專業性、獨特性以及普及性等方面的特點。首先，廣播電視發射天線技術具有強烈的專業性，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，廣播電視發射天線技術具有鮮明的獨特性。相比較于衛星傳播技術而言，廣播電視發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，廣播電視發射天線技術所傳播的電磁波穩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　廣播電視發射天線的常見類型及其特點

在廣播電視發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、雙環天線以及縫隙天線。

1)蝙蝠翼天線。該類發射天線的功率通常在3kW以上。在使用過程中，除了頻帶寬，發生功能強的優點以外，還具有匹配性能高、按照過程簡單的優點。然而，其造價較高，而且水平方向的發射穩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)雙環天線。即將兩個周長等于一個波長的圓環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天線，根據覆蓋范圍要求，也可組成4聯、6聯等形式，其優點是饋電點少，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，環境適應性強且耐用度高的優點。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　廣播電視發射天線技術運用中常見問題

3.1回波損耗問題

在發射天線輸入信號時，可能出現阻抗異常，從而導致信號發射能量出現損耗。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　廣播電視發射天線技術的應用管理

4.1提升使用規范性

在實際使用過程中，能否最大化地發揮出技術的優勢，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范操作。一方面，需要根據廣播電視信號發射實際需求，選擇適合該任務的發射天線類型，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確保信號穩定性

信號穩定性是發射天線正常發揮作用的前提，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定。其次，工作人員在增強這一技術的穩定性時應當使無線信號沿著地面傳播，從而可以有效的提升信號發射時的穩定性。與此同時，工作人員在增強這一技術的穩定性時應當保證信號的穩定性和有效性，并且通過監聽檢測設備的合理應用來進一步促進廣播電視發射天線技術得到更為廣泛的應用。

4.3改進天線材料管理

天線材料是充分發揮發射天線功能的基礎，它是決定廣播發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，發射天線直接關系到廣播電視的信號強度和信號穩定性。因此，必須強化對廣播電視發射天線技術管理。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

[1]袁軍.廣播電視發射塔周圍電磁環境預測與測量[D].鄭州大學,2013.

[2]樊夢旭.廣播電視發射塔周圍電磁環境的預測[D].鄭州大學,2013.

[3]潘旭亮,等.淺談廣播電視發射天線技術及其應用[J].科技致富向導,2014,05:145+276.

[4]張榮.如何提高電視信號傳輸質量[J].科技傳播,2015,18:117-118.