廣播電視發(fā)射天線技術(shù)及其應(yīng)用維護(hù)

肖木森

引言：廣播電視發(fā)射天線在廣播電視無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)中占據(jù)著重要的位置，它是調(diào)頻廣播和電視天線發(fā)射系統(tǒng)中的重要組成部分。本文分析了廣播發(fā)射天線的運(yùn)行原理以及其作用機(jī)理。

一、廣播天線的概括

（一）天線的極化方式

極化是指電場(chǎng)矢量端點(diǎn)跟隨時(shí)間不斷地變化運(yùn)行軌跡的一種狀態(tài)。天線輻射的電磁波有三種形式，分別是線極化、橢圓極化、圓極化。在矢量空間里保持固定不變的電磁波就是線極化波，與水平地面保持平行的是水平極化，與地面垂直的稱(chēng)垂直極化波，與地面之間又傾斜的叫斜線極化。在電場(chǎng)矢量的周期內(nèi)，垂直于傳播方向的平面內(nèi)，端點(diǎn)的運(yùn)行軌跡呈現(xiàn)一個(gè)圓形，這被稱(chēng)之為圓極化。沿著電磁波傳播的方向去看，與時(shí)間順序的指針移動(dòng)方向一致的是右旋極化，相反的方向就是左旋極化，運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓的就稱(chēng)橢圓極化。輻射某種電磁波的天線，被叫做某種極化天線。

（二）天線的增益

通過(guò)對(duì)天線朝向收發(fā)信號(hào)能力的判定，這里用天線增益來(lái)對(duì)這個(gè)能力進(jìn)行評(píng)定，是選擇發(fā)射天線的主要參考依據(jù)。正常情況下，天線增益的提高可以通過(guò)減小垂直面向輻射的波瓣寬度，在平行的層面保持全向的輻射。在相同的條件下，如果天線增益越高，則電磁波的距離就越遠(yuǎn)。以天線為中心的方向性圖，在恒定的距離下會(huì)因?yàn)榭臻g的不斷變化而形成一個(gè)空間立體的模型。場(chǎng)強(qiáng)、功率密度、相位和極化是輻射的特性，通常情況下，場(chǎng)強(qiáng)方向圖和功率方向圖是最常用到的。在對(duì)天線的方向性進(jìn)行描述的時(shí)候，通常用E面和H面的方向圖來(lái)作為描述對(duì)象。E 面是以天線中心為基準(zhǔn)，和天線極化、傳播方向平行的平面上，通過(guò)極化波場(chǎng)強(qiáng)和射線角度的關(guān)系的圖形來(lái)確定的。另外一個(gè)則是天線中心和E面的垂直上獲得的極化波場(chǎng)強(qiáng)和射線角度關(guān)系的圖形。這兩個(gè)一個(gè)是水平方向圖，一個(gè)是垂直方向圖。

（三）天線的輸入阻抗

天線的輸入阻抗是放映電斷輸入電壓和輸入電流的比值情況的。天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗時(shí)，是天線與饋線鏈接的最好情況。因?yàn)樵谶@種情況下，饋線的終端沒(méi)有功率放射和駐波，天線的輸入阻抗和頻率的變化處在一個(gè)相對(duì)平緩的階段。消除天線輸入阻抗的電抗分量是天線匹配工作的主要職能，匹配的優(yōu)勢(shì)可以用四個(gè)參數(shù)來(lái)反映和衡量，概括起來(lái)就是放射系數(shù)、行波系數(shù)、駐波、回波。這四個(gè)參數(shù)都有自己固定的數(shù)值關(guān)系，運(yùn)用過(guò)程中選擇哪一個(gè)，參照個(gè)人使用習(xí)慣。駐波的使用是最頻繁的，在匹配上能發(fā)揮相應(yīng)的特殊功能。

（四）天線的主瓣

在天線主瓣中包含了幾項(xiàng)內(nèi)容，波瓣寬度描述的是主板中功率密度是最大值一半的夾角；主瓣指的是輻射在最大方向上的波瓣；副瓣指除去方向圖中所有主瓣以外的波瓣；副瓣電平表述的是主瓣的最大功率和副瓣最大功率之比的分貝值；前后比則是方向圖中的數(shù)學(xué)表達(dá)。

二、廣播發(fā)射天線的原理

中波廣播發(fā)射天線技術(shù)通常情況下都是運(yùn)用垂直結(jié)構(gòu)的振子單桅桿拉線鐵塔的方式，在這個(gè)鐵塔的底部用絕緣材料做成，內(nèi)部的天線并沒(méi)有與鐵塔的底部相接處，經(jīng)過(guò)了饋線和天調(diào)網(wǎng)絡(luò)這兩個(gè)裝置處理。地網(wǎng)是一種銅質(zhì)網(wǎng)線，它是以鐵塔底部為圓心，1米為半徑，深度為0.8米輻射范圍內(nèi)設(shè)置的。這個(gè)裝置主要用來(lái)避免大地對(duì)電流的損耗，使得整個(gè)天線輻射率位于一個(gè)計(jì)較高的的水平。這些裝置設(shè)備中的每一項(xiàng)參數(shù)都會(huì)對(duì)整個(gè)天線系統(tǒng)工作帶來(lái)一定的影響，中波發(fā)射天線要求發(fā)射的垂直極化波必須滿足兩個(gè)因素的制約。其一，中波廣播天線的自身結(jié)構(gòu)是由特定的性質(zhì)所決定；其二，天線垂直發(fā)射的極化波相比其他方向的在水平上要小很多。除此之外，天線垂直方向的圖在沿地面低御角部分的場(chǎng)強(qiáng)要高，對(duì)高仰角的場(chǎng)強(qiáng)要求要小。

三、廣播電視的發(fā)射天線技術(shù)

（一）廣播發(fā)射技術(shù)

在各個(gè)廣播電臺(tái)中使用的都是立體聲頻道發(fā)射機(jī)，這種新型的設(shè)備在功能上有很多的優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)直接調(diào)頻和間接調(diào)頻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各頻道之間的轉(zhuǎn)換，在操作步驟上來(lái)說(shuō)，有單聲道調(diào)頻和立體聲調(diào)頻的雙向選擇。同時(shí)還有多頻道調(diào)頻功能，滿足各種不同的需求。

（二）電視發(fā)射技術(shù)

電視發(fā)射系統(tǒng)的構(gòu)成和廣播發(fā)射系統(tǒng)存在著一些類(lèi)似的地方，電視發(fā)射系統(tǒng)中有個(gè)最重要的設(shè)備們就是電視發(fā)射機(jī)。其他的基礎(chǔ)設(shè)備有天饋線、微波機(jī)、收轉(zhuǎn)機(jī)、變電站、接受站和冷卻設(shè)備組成。電視發(fā)射的原理是通過(guò)電視發(fā)射機(jī)在低電平的狀態(tài)對(duì)電視設(shè)備中的頻進(jìn)行調(diào)試，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的技術(shù)處理之后再經(jīng)過(guò)變頻器的使用來(lái)篩選功率計(jì)較大的射頻信號(hào)。利用饋線將這些信號(hào)以電磁波的形式傳播到指定的接收站接受。

四、廣播電視天線技術(shù)的特性

（一）廣播電視發(fā)射天線技術(shù)的特點(diǎn)

在廣播電視發(fā)射天線中包含了兩個(gè)部分，一個(gè)是圖像發(fā)射，另一個(gè)是半音發(fā)射。針對(duì)一般特性的敘述內(nèi)容可以將其分為輸入特性和輸出特性。在內(nèi)容形式上，輸入特性相對(duì)簡(jiǎn)單，只包含了視頻和音頻信號(hào)的輸入工作。而輸出特性的內(nèi)容就保函的較多，分別是輸出功率、影聲功率、工作頻率、輸出負(fù)載、阻抗和已調(diào)信號(hào)波形的穩(wěn)定等特性。

（二）單通道或合方式的傳輸特點(diǎn)

針對(duì)這個(gè)部分的特性指的是圖像通道傳輸和半音通道傳輸。具體的圖像通道傳輸包含了線性和非線性失真。而半音傳輸則是指音頻振幅頻率特性、音頻波失真、調(diào)頻雜音和內(nèi)在電磁波雜音等。

五、廣播電視發(fā)射天線技術(shù)的運(yùn)用和維護(hù)

隨著廣播電視行業(yè)的快速發(fā)展，面對(duì)當(dāng)下的情況，各地區(qū)必須要加大相應(yīng)的發(fā)射功率，以此來(lái)滿足不斷增加的天線高度。大多數(shù)的調(diào)頻天線都被固定在鐵塔上面，這樣就無(wú)形中增加了安裝和維護(hù)的難度，鐵塔的高度有上一百米多米，而天線架在這樣高的鐵塔上面。這樣曝露在空氣中會(huì)受到環(huán)境帶來(lái)的嚴(yán)重影響，遇到風(fēng)雪、冰凍都會(huì)對(duì)天線造成致命的傷害。各種惡劣環(huán)境的影響，都是天線的使用壽命大大縮減，長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光暴曬和各地區(qū)溫度差異都是天線老化的罪魁禍?zhǔn)?。面?duì)這樣自然災(zāi)害的威脅，作為工作管理人員，因?yàn)閷?shí)際檢修的苦難而無(wú)法及時(shí)的對(duì)這一現(xiàn)象做出處理，因此在天線材料的選擇上，就必須實(shí)行一些先進(jìn)的工藝流程，確保材料各項(xiàng)性能優(yōu)質(zhì)。

面對(duì)這樣的情況，應(yīng)該采取積極有效的措施辦法來(lái)解決這些問(wèn)題。首先，在內(nèi)部的管理上加強(qiáng)工作，當(dāng)在監(jiān)視機(jī)房發(fā)現(xiàn)饋線和駐波比不正常變化的情況時(shí)，應(yīng)該立即找到產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，并用有效的辦法解決該問(wèn)題。具體的方法是通過(guò)分段測(cè)量駐波比的辦法來(lái)判斷是否因?yàn)樽○伨€出故障而引起的。在經(jīng)過(guò)這一步處理之后，再對(duì)分支電纜或天線單元進(jìn)行判斷是否出現(xiàn)問(wèn)題，這項(xiàng)操作可以在鐵塔下面或者上面進(jìn)行，這需要根據(jù)實(shí)際情況中的設(shè)備類(lèi)決定。一般情況下，遇到雨雪天氣時(shí)，天線的接頭和功能器比較容易受潮，引起這部分的電阻下降和短路情況的發(fā)生。再通過(guò)這一些的排查措施中，針對(duì)問(wèn)題適用合理的解決辦法。將問(wèn)題處分段的進(jìn)行絕緣檢查，然后打開(kāi)出問(wèn)題的部分，將其中出問(wèn)題的部分吹干，并將破損的零件換掉，重新的對(duì)其進(jìn)行密封處理。在遇到其他類(lèi)型的問(wèn)題時(shí)，操作流程都是一樣的，需要保證操作的規(guī)范和安全性，切實(shí)做到對(duì)及時(shí)有效地解決問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]譚淑霞.廣播電視發(fā)射天線技術(shù)應(yīng)用研究[J].科技信息，2012（23）.

（作者單位：建平縣深井鎮(zhèn)廣播電視服務(wù)站）