广播电视发射天线技术及应用分析

国家新闻出版广电总局五四二台　任　远



广播电视发射天线技术及应用分析

国家新闻出版广电总局五四二台任远

【摘要】广播电视是现代社会生活不可或缺的一部分，其服务水平的重要性不言而喻。发射天线技术是广播电视正常运行的基础基础。首先，对广播电视发射天线技术的工作原理进行了分析，并讨论了其技术特征。接着，对发射天线的常见类型及各自优缺点进行讨论。最后，对广播电视发射天线技术运用中常见问题进行归纳，并对如何更好地运用广播电视发射天线技术进行分析。希望本文能够对提升广播电视发射天线技术的运用科学性有积极促进作用。

【关键词】广播电视管理；技术管理；发射天线技术

1　广播电视发射天线技术的原理和特征

1.1工作原理

在电磁场矢量运行过程中，会有圆极化、椭圆极化以及线极化这三种基本形态。极化波与地球平面有三种不同相对状态，或者与地平面垂直、或者与地平面平行、或者与地平面以一定的夹角倾斜，它们分别引发不同方向的电磁波，从而完成信号在地球空间范围的全方位传播。对电视台或者广播站而言，可以利用地面设备来接受和发射电磁波，从而确保信号能够发射到不同方位的用户。在通常情形下，可以利用发射天线来完成信号的增益、评定、接收和转化工作。在这个过程中，天线增益性能的高低直接关系到天线的工作质量。如果要电磁波达到足够远的传输距离，就需要通过提升增益来拓宽其波瓣宽度。

图1　发射天线工作原理示意图

如图1所示，为广播发射天线工作原理示意图。以发射天线为中心，电磁波以射线角度和极化波场向一定距离的空间传输。在这个过程中，首先会通过在波发生器产生高频电流，以作为后续信号发射载体；同时，会通过话筒将声音信号转化成电信号。接着，会通过调制器和放大器对音频信号作处理，将其加载到高频电流上。通过发射天线，携带电频信号的高频电流会以电磁波形式发射到地球平面空间。在用户端，会通过收音机等设备自身设置的天线接收到来自发射天线的各种各样的电磁波，并通过调节装置对电磁波频率进行选择，从中过滤出与选台相适应的信号。最后，通过终端设备扬声器将天线发射出的信号转换成人耳可识别的声音。

1.2技术特征

从广播电视发射天线的技术特征、运用表现来看，它拥有专业性、独特性以及普及性等方面的特点。首先，广播电视发射天线技术具有强烈的专业性，它不仅涉及信息技术、广播传播技术，而且设计气象学、物理学以及空间学等多门学科技术，因此在运用的过程中需要由专业人才队伍的保证。同时，需要拥有丰富运营经验的人才，确保相关技术能够在合理、高效的平台上得以运用。其次，相对于其他通信技术，广播电视发射天线技术具有鲜明的独特性。相比较于卫星传播技术而言，广播电视发射天线技术的传播功率较小，因而只能覆盖一定地域空间；受气象变化、地理地貌以及磁场变化等因素的影响，广播电视发射天线技术所传播的电磁波稳定性会受到较为显著的影响。比如，如果在电视机或者广播临近处有其他电力设备，那么就可能受到该设备电磁场的干扰，导致所接收到的广播/电视信号出现异常。再次，广播电视发射天线技术具有高度的普及性。目前，该技术已经几乎普及到全世界各个角落，即使是最普通的家庭，都能够方便地享受该技术所带来的通信服务。同时，该技术通常情况下不直接向用户收取费用，也使得大众乐于使用。

2　广播电视发射天线的常见类型及其特点

在广播电视发射天线运行的过程中，会根据设备标准、用户分布范围等选择不同的发射频段。据此，可以将其分为UHF天线、VHF天线这两个基本类型。

2.1VHF段天线

VHF段天线是指频段很高(Very High Frequency，VHF)，通常分布在30MHz到300MHz的天线类型。该类型产品通常包括蝙蝠翼天线、十字型天线、双环天线以及缝隙天线。

1)蝙蝠翼天线。该类发射天线的功率通常在3kW以上。在使用过程中，除了频带宽，发生功能强的优点以外，还具有匹配性能高、按照过程简单的优点。然而，其造价较高，而且水平方向的发射稳定性具有较高的技术标准。因此，在实际安装时，需要进行标准操作。

2)十字型天线。其发射功率一般在1kW以下。然而，其结构简单(折合板子呈十字形构造)、造价低，因而普及率较高。在实际安装使用过程中，可以利用4-6层组合来提升其覆盖范围。然而，该类天线的频带较窄，因此需要进行精准调试，对安装人员、使用人员的使用技术和经验有较高要求。

3)框型天线。这种类型天线的基本构造是四个折合振子，通常会按照框型组合。在实际运用过程中，它具有比较高的增益，而且造价较低。然而，与十字型天线类似，它的频带较窄，需要进行精准调试。

4)双环天线。即将两个周长等于一个波长的圆环通过平行双导线并接起来，在平行双导线的中点平衡馈电构成的所谓双环天线，根据覆盖范围要求，也可组成4联、6联等形式，其优点是馈电点少，结构简单，增益高，频带宽。

5)缝隙天线。该类天线的结构较为简单，通常为单根式。在运用过程中，它具有安装简单，环境适应性强且耐用度高的优点。缺点也十分明显，覆盖范围十分狭窄。

对于诸多VHF段天线，在实际安装使用时，采用最多的是多层蝙蝠翼天线。如图2所示，蝙蝠翼天线包含桅杆、多层波段振子(共7层，两翼呈现对称性分布)。通常而言，波段振子层数越多，其增益就越强，尤其是在垂直方向的接收能力就越强，能覆盖的范围也就越广。

图2　蝙蝠翼天线实图

图3　半波阵子天线基本结构示意图

2.2UHF段天线

UHF段天线是指特高频(Ultra High Frequency，UHF)天线，其频率范围通常为300-3000MHz，波长则分布在1m-1dm之间。在实际运用时，UHF段天线主要有半波振子天线(俗称面包天线)、缝隙天线。缝隙天线在上文已经被讨论。

如图3所示，半波振子天线的结构较为简单，包括半波振子、反射器、引向器以及馈线等。在实际制作和使用过程中，每一个半波振子可以单独发挥信号功能；可以将多个半波振子通过引向器组合起来使用，从而构成双极化和多极化天线。也正是因为这一特点，该类天线成为使用范围最广的天线。

3　广播电视发射天线技术运用中常见问题

3.1回波损耗问题

在发射天线输入信号时，可能出现阻抗异常，从而导致信号发射能量出现损耗。在这种情形下，天线与阻抗的匹配程度越高，损耗就越低。因此，在安装和使用过程中，需要选择合适的阻抗。另外，在惊喜无限信号输入时，可能出现输人端口覆盖范围超限的情形，也可能导致发射能量被迫阻挡。

3.2驻波比浮动问题

所谓驻波比实际上就是发射天线上电流最大值与最小值的比值。驻波比同回波损耗在与天线匹配的关系上是截然相反的，也就是说比值的大小和匹配度成反比。在进行广播电视发射天线安装、调试时，电流浮动的现象较为常见，因而出现驻波比浮动也就较为普遍。

4　广播电视发射天线技术的应用管理

4.1提升使用规范性

在实际使用过程中，能否最大化地发挥出技术的优势，并尽量避免技术缺点的出现，首先就需要确保使用人员严格按照技术规范操作。一方面，需要根据广播电视信号发射实际需求，选择适合该任务的发射天线类型，既不可以“低需求高标准”，更不可以“高需求第标准”。另一方面，在实际使用时，需要严格遵循天线技术规范，尤其需要确保数据传输的准确性，提升信号保真度。

4.2确保信号稳定性

信号稳定性是发射天线正常发挥作用的前提，也是广播电视信号管理的重要标准。一方面，工作人员在增强这一技术的稳定性过程中应当注重使得各种声音和图像信息的传播更加稳定。其次，工作人员在增强这一技术的稳定性时应当使无线信号沿着地面传播，从而可以有效的提升信号发射时的稳定性。与此同时，工作人员在增强这一技术的稳定性时应当保证信号的稳定性和有效性，并且通过监听检测设备的合理应用来进一步促进广播电视发射天线技术得到更为广泛的应用。

4.3改进天线材料管理

天线材料是充分发挥发射天线功能的基础，它是决定广播发射功率能否得到满足的物质条件。首先，需要推动制造商不断提升材料的频段，提升材料的技术标准。其次，需要改进天线材料的日常管理。尤其需要防止酸雨、沙尘暴等气象因素对天线的腐蚀和打击。另外，需要积极推动材料的简化，提升日常管理的难度。

5　结束语

广播电视是现代居民生活的重要组成部分，它不仅为居民提供信息播放服务，而且能够为居民提供娱乐节目服务。然而，为了更好地做好广播电视，就需要不断提升相关的服务基础。其中，发射天线直接关系到广播电视的信号强度和信号稳定性。因此，必须强化对广播电视发射天线技术管理。在这个过程中，除了要了解其工作原理、技术特征外，还需要对常见发射天线类型有较为科学的认知，从而根据需求选择合适的天线。

参考文献

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