垂直极化天线在地面数字电视传输中的应用探讨

徐畅 张忠琴 江苏有线泰州分公司

垂直极化天线在地面数字电视传输中的应用，能够显著提高数字电视的传输速率，优化信号传输的转换模式，降低失真率，是现代数字化系统全面更新升级的集中表现。

1．垂直极化天线

垂直极化天线是在单级天线的理论框架之内建构的，所谓天线的极化是指当天线进行辐射时形成的电场强度方向，而垂直极化波的特征是，当电场强度方向垂直于地面标准面时的电波，也可认为，凡是极化面与大地法线面平行的电波都可以被称为垂直极化波[1]。基于电波的特性，水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，该电流在传输过程容易受到大地阻抗作用的影响，产生一定的热能而造成电场信号迅速衰减，但是使用垂直极化的方式，则能够有效规避电流的影响，保障信号的有效传播。当信号天线是以垂直于地面的方向架设导线，产生垂直方向的电场时，该天线就被称为“垂直极化天线”。常见的垂直极化天线为菱锥天线、柱形天线以及笼形天线，常见的垂直极化天线类型见表1。垂直极化天线地网的敷设对信号发射的安全性和传输效率具有直接的影响。例如，菱锥天线和柱形天线在使用过程中，往往采用的是简易地网，其稀疏的结构极易导致镜像效率的低下，进而造成垂直极化天线垂直方向图的上翘。

2. 垂直极化天线在地面数字电视传输中的应用

2.1 信号传输方向

垂直极化天线的信号传输是对平行矢量传播的拓展和延伸，能够有效促进数字信号的传输。广播电视台传统的电视频道信号传输是基于电流模拟系统进行活动的，主要分为长波和短波两种形式并对应不同的信号传输波形，这种模式下的信号传输，需要进行多重信号模拟，尽管能够保障较高的清晰度，但是在声音的传输上具有一定的局限性，失真率普遍高居不下。采用垂直极化天线对电视频道信号进行传输，能够有效提高信号传输的针对性和真实性，无需进行多次信号转换便可以依照电波矢量传输方向，直接进行信息传输，不仅能够保障视频图像的清晰度，而且能够有效降低中间拦截几率，提高信号传输的效率。

表1 常见的垂直极化天线类型

2.2 传输夹角的稳定

将垂直极化天线应用到地面数字电视传输之中，能够有效保障信号传输夹角的稳定性。在传统的信号传输模式之中，传输夹角对信号波传输的类型具有直接的影响作用，短波传输的信号摄入波和接收波的循环周期较短，其对应的传输夹角一般为锐角。相对而言，长波传输的距离较远，其信号摄入波和接收波的周期循环较慢，对应的传输夹角则为钝角，以适应其信号传输的速率特征。而垂直极化天线的应用打破了传统的传输模式，其信号波的传输值与地面天线接收信号的方向具有一致性，保障传输夹角始终处于锐角状态，使信号传输波和接收波稳定在直角信息输送的范围之内，进而有效提高地面数字电视信号传输的稳定性，提高其传输速率。

2.3 双射线信号传输模式的增加

双射线信号传输模式是指在信号传输的过程中，促进信号传输系统的信号接收系统的有机结合，进而构建具有完整信号传输功能的结构模式，以保障数字视频信号的完整性。如图1所示，广播电视发射塔设定的信号传输网络是一个圆圈状的布局，其曲波状的传输形态对应的是双射线信号传输模式。在利用数字卫星进行信号传输时，需要将电视波传输系统设定为一个有机整体，以确保外部信号波平台的完善，在此过程中应用双射线信号传输模式，依据信号波矢量运行方向，构建信号摄入波和接收波的周期循环体，可以及时对受到破坏的数字传输信号进行弥补，以确保信号传输的质量和效率。与此同时，双射线信号传输模式的增加，还能够在垂直加护信号传输与系统信息之间建立其良好的信息关联，保障信号传输的稳定性和安全性。

2.4 数字信号传输功率的控制

图 1 垂直极化天线信号传输图

垂直极化天线在数字电视传输中最突出的表现就是对数字信号传输功率的有效控制。优化数字垂直极化信号传输，能够促进电波信号传输的高效转换，简化传输流程，形成新型的数字传输结构，以提高电视频道信号传输的灵活性和机动性，解决我国电力信息传输过程中存在的地域差异问题，从而进一步推进城市化建设，缩短城乡差距，为城市发展和乡村发展的一体化建设提供技术支持，促进现代化建设和全面建成小康社会目标的实现。与此同时，垂直极化天线的应用，能够有效调整地面数字电视的数字功率变化，优化数字电视成像信号，推动电子信息更新系统的逐步升级和完善，从而为我国数字化电视技术的研发创新和推广应用铺平道路[2]。

3. 结束语

综上所述，在地面数字电视传输中应用垂直极化天线，能够有效改善信号辐射效果，最大限度消除信号拦截的可能性，为我国的现代化建设提供技术支持。