對調(diào)頻廣播天饋線的分析

王 巖

（山西省廣播電視局無線管理中心，太原 030012）

1 調(diào)頻天線

1.1 單偶極子天線

單偶極子天線的極化方式為垂直極化，輻射垂直極化波，適用于整個調(diào)頻頻段范圍。通常單偶極子天線由鋁合金管制成的帶平衡轉(zhuǎn)換器的饋電系統(tǒng)和一對半振子制成，一般在振子軸線方向安裝2或4個單偶極子天線單元和支撐鋼管共同組成調(diào)頻天線，每層天線單元之間的距離一般為0.7～0.8λ，因此天線具有很高的增益水平，在垂直面內(nèi)具有很強的方向性，水平范圍內(nèi)無方向散射。受支撐鋼管和天線所在建筑物影響其水平方向圖可能不是理想的圓。單偶極子天線的輸入阻抗為50Ω，因此為天線單元饋電的功分器和分支電纜也是50Ω，天線在整個頻段內(nèi)的駐波比小于1.25。單偶極子天線的成本低廉，容易安裝，適用于節(jié)目套數(shù)少的中小功率電臺。

1.2 雙偶極板天線

雙偶極板天線由不銹鋼管或鋁合金制成，由兩對平行的半波偶極子及反射板構(gòu)成，兩對半波偶極子的距離為λ/2，中間是帶有玻璃鋼保護的聚四氟乙烯絕緣材料，反射板由不銹鋼材料制成提高了抗風(fēng)能力。反射板使雙偶極子天線的方向性增強，它的半場強角寬度可達90°，因此雙偶極板天線單元可以組合安裝在鐵塔的四面，采用90°相差及偏置方式饋電，阻抗匹配容易實現(xiàn)，在水平面可獲得很好的方向圖。雙偶極板天線單元也可以采用不同的面數(shù)在不同方向的方式組合安裝來實現(xiàn)想要獲得的水平方向圖，選擇合理的覆蓋范圍。視天線安裝方式，可以做垂直極化天線使用也可以按水平極化天線使用。雙偶極板天線的輸入阻抗50Ω，整個頻帶內(nèi)的駐波比低于1.15，增益達7.5dB。

2 功率分配器

功率分配器把輸入端的射頻功率平均分配至各輸出支路端口，同時將輸出端口與相連的饋線分支電纜的特性阻抗進行匹配。功率分配器的結(jié)構(gòu)包括輸入輸出接口和一組同軸的阻抗變換器，功率分配器的輸入端阻抗為50Ω，并聯(lián)輸出端的阻抗與端口數(shù)量和所接饋線分支電纜的特性有關(guān)，因此功率分配器的輸入輸出端口之間必須進行阻抗變換。四路功率分配器是最常用的功分器，有四個輸出端口（4∶1變阻器）。其他還有八路功分器、六路功分器和二路功分器。功率分配器中的阻抗變換器由2～4節(jié)阻抗變換線構(gòu)成，每節(jié)阻抗變換線的長度為λ/4，阻抗變換器的總節(jié)數(shù)由輸入輸出阻抗變換比、駐波比和工作帶寬決定。在阻抗變換比一定的條件下，節(jié)數(shù)越多，功率分配器的駐波比和帶寬指標越好，但功率分配器的制作成本也增加。

3 主饋線

調(diào)頻發(fā)射天線的主饋線的特性阻抗通常為50Ω，一般選擇駐波比低、損耗小的SDY系列聚乙烯螺旋絕緣皺紋銅管RF電纜，調(diào)頻電臺通常選用SDY-50-37-3和SDY-50-80-3型號RF電纜作為主饋線。選擇饋線電纜時要注意4方面的要求。一是電纜在工作頻帶內(nèi)的功率容量要高于相連的多工器輸出功率，且有足夠的工作余量。射頻電纜的標稱功率值設(shè)計在環(huán)境溫度40℃，所以要考慮溫度上升時功率下降的因素，環(huán)境溫度上升到50℃時，電纜承受的功率將降低18%。二是選擇的射頻電纜滿足調(diào)頻和電視發(fā)射天線系統(tǒng)的技術(shù)標準（GY/T5051-94）關(guān)于主饋線功率損耗的要求要小于2.5db，電纜終端接50Ω負載時在調(diào)頻段范圍內(nèi)測試的駐波比要低于1.08?？紤]到RF電纜的直徑和單位長度與衰減之間的關(guān)系，如果發(fā)射天線與發(fā)射機房較遠，主饋線電纜較長，要盡量選擇直徑大一點的射頻電纜，降低射頻電纜長度帶來的功率衰減。三是選擇的射頻電纜的內(nèi)外導(dǎo)體的電氣絕緣性能要大于500MΩ，特別是一些功率較大且環(huán)境潮濕地區(qū)的調(diào)頻電臺。為了保持主饋線良好的電氣性能，需要定期為饋線電纜沖入30kPA的氮氣或惰性氣體，同時要采取密封措施，保證電纜和相關(guān)接頭的氣密性良好。

4 調(diào)頻天饋線系統(tǒng)的維護

調(diào)頻天饋線系統(tǒng)維護的日常做法要從兩個方面著手，一方面要注意監(jiān)視機房一側(cè)主饋線的駐波比，另一方面要定期檢測饋線的絕緣電器性能。當發(fā)現(xiàn)天線駐波比出現(xiàn)較大的變化后要及時查找原因處理，直到駐波比恢復(fù)到正常水平范圍。查找故障原因的辦法可以采用分段查找的辦法：先測試主饋線的駐波情況，在主饋線終端接50Ω標準負載，從主饋線的輸入端測量來測試駐波比，檢查是主饋線有問題還是后級問題，如果主饋線駐波比在正常范圍則問題出在天線，測量功率分配器和連接的分支電纜，甚至天線單元，這項工作根據(jù)條件可選擇塔上測量或塔下測量。根據(jù)經(jīng)驗通常天線駐波大多發(fā)生在雨雪天過后，天饋線的分支電纜和功分器的接頭受潮進水，絕緣電阻降低甚至短路，用熱風(fēng)槍將潮氣吹出后要重新密封。定期檢驗饋線的絕緣性能，絕緣阻值至少大于100MΩ。

5 結(jié)束語

隨著調(diào)頻廣播的快速發(fā)展，調(diào)頻廣播已是目前的重要的廣播覆蓋方式。調(diào)頻天饋線系統(tǒng)保持良好的工作性能決定了安全的播出質(zhì)量，電臺維護人員對天饋線系統(tǒng)的維護要特別重視。

[1] 郭小敏.論中波廣播發(fā)射臺天饋線系統(tǒng)的維護[J].西部皮革.2016（14）.