省级发射台天线优化方案和实施

摘 要：利用对调频发射天线系统的改造，提高覆盖效果。

关键词：调频 发射天线 覆盖

中图分类号：TN948 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0012-01

在我省大别山区有一省属高山发射台，海拔高度670 m，主要承担中央台和省台的广播、电视节目发射任务。该台的交通广播使用单面两层、垂直极化天线发射，主方向为东北方向，戏曲广播使用单面两层、垂直极化天线发射，主方向为西南方向。这两幅天线安装铁塔的同一高度段上，增益为5 dB。由于这两副天线都是单面天线，带有反射板，在各自天线的主方向覆盖效果较好，在天线的背面覆盖效果较差。交通广播这副天线在几次恶劣天气，出现振子脱落现象，现这幅天线的驻波较大，交通广播不能满功率正常工作。须立即对这幅坏天线进行维护更换。

1 改造方案

1.1 技术原理

调频广播的收听效果主要取决于电场强度、电磁环境和信号源质量，对于主覆盖区域来说，电磁环境是确定的。从实际情况来看信号源的质量也是没有问题的。因此，只有加大在覆盖区域的电场强度，才能改善覆盖效果。那么电场强度跟什么因素呢？

根据电场强度计算公式：

式中，P·D为有效辐射功率；P为发射机功率；D为天馈系统增益系数；λ为频道中心频率波长；h1为发射天线高度；h2为接收天线高度；r为接收点离发射台的距离。

当或时，上式可简化为

（毫伏/米）

从式中我们可以看出，电场强度和发射功率P、天馈线增益D等因素有关系。对于本项目来说，由于接收天线高度h2、接收点离发射台的距离r、频道中心频率波长λ是一定的，要提高市区的接收场强，只能通过增大发射功率，提高天线的增益和高度来实现了。

根据场强预测崎岖度法，在离发射机距离为D（km）处的场强E（dBuv/m）按照下式计算：

E=Pe+E1-A dB（uv/m）

式中，Pe为有效辐射功率，dB（kW）；

E1为光滑球面上1 kW有效辐射功率在观察点所形成的场强，dB（uv/m）。具体数值可以查图获得；

A为与地形崎岖度有关的衰减校正系数，dB。

有效辐射功率Pe可由下式计算得到：

Pe=P+G-L

式中，P为发射机额定输出功率，dB（kW）；

G为发射天线增益，dB；

L为馈线损耗，dB。

根据上面的公式可以得到场强与发射功率的关系如下；在其他条件不变的情况下，功率每增大一倍，场强可以提高3 dB，即场强与发射功率成对数关系。

根据天线理论，场强与天线层数、面数之间的关系如下。

在功率不变的情况下，天线层数与电场强度成对数关系，即天线层数每增大一倍，场强可以提高3 dB，如天线层数有两层变为四层，场强提高3 dB，两层变为六层，增加5 dB；天线面数缩小一倍，主方向上的场强可以增加3 dB，以此类推。

2.2 具体方案

结合上面的论述论，根据当地发射台的实际情况，我们提出如下改进方案。

使用一副双面六层、垂直极化的天线，增益9 dB，来代替这两副天线。交通广播和戏曲广播使用星型双工器共馈发射。由于天线层数的增加，相对于老天线的主方向的场强增加了2 dB，但由于新天线是两面的，相对于老天线的背面的场强增加了7～8个dB。对于交通广播解决了主城区的覆盖问题，提高了市区的场强，同时也增强了对高速路的覆盖。戏曲广播加强了主城区的覆盖，同时可以提高了周边的覆盖效果。原交通广播发射天线已不能使用，戏曲广播天线重新安装做为备用天线使用。

2 结语

以前我们在遇到覆盖不好的地区的时候，通常采取的方式是在这个地区再增加一个转播点，或者加大周边的转播点的发射功率，或者升高天线的方式来解决。但是这几个办法都有明显的弊端。

增加转播点：这个办法可以很好的解决该地区的覆盖问题，但同时带来两个问题，一是覆盖成本的增加。二是造成和周边转播点的重复覆盖，有时甚至是同频干扰，反而造成很多地区收听不好。

加大发射功率：这个办法虽然能提高场强，但是是很有限的，功率增大一倍，场强增加3 dB。通常对于覆盖不好的地区，即使场强增加几个分贝，也是不能从根本上改变覆盖现状的，且会带来覆盖成本的增加。

升高天线：这个办法其实是提高场强最好、最经济的，但是由于很多调频发射台都是建在附近地区最高的山上的，所以实际上很多发射天线已经到了不能再升高的地步了。但是对于有条件可以提高天线的发射台，采取该方法也是最经济、最可靠的方法。

通过来调整天线形式来提高重点地区的场强是相对来说最经济、最可行的方法了。一副天线不过10万元左右，而且只需要一次性投入，不用每年投入。相对于增加转播点、加大发射功率来说，通过调整天线提高天线增益显得更为经济、可行。相信该项目的成功实施，为我台合理规划各套节目的全省覆盖起到重要的参考作用。

参考文献

[1] 何大中，潘振中.广播电视技术手册《系统与覆盖网》[M].国防工业出版社，1990

[2] 陈国玳，高福群.天线和馈电线[M].人民邮电出版社，1985.