调频广播及电视发射天线技术的维护策略

2020-11-25赵勇

电子技术与软件工程 2020年17期

赵勇

（山东广播电视台燕子山发射台山东省济南市 250100）

1 前言

随着广播电视技术的不断进步发展，调频广播及电视发射天线技术也取得了长足地进步。调频广播及电视无线发射便于接收，解决了信息到人的问题，在人们日常生活中的普及程度更高，在人民群众中具有较高的传播力度，仍然是人们日常生活中发挥着重要作用的传媒技术手段。在传播信息的过程中，发射天线技术的质量对信息的传播安全性和覆盖效果有着直接的影响。目前，国内的调频广播及电视发射天线技术仍然存在着一些的缺陷以及不足，一定程度上影响了调频广播及电视无线覆盖的覆盖效果，笔者根据多年来维护调频发射系统和电视发射系统的经验，结合我台进行调频天线改造，对天线对于覆盖的影响进行了深入的思考，希望能够对一线技术人员提供一点帮助。

2 调频广播、电视发射天线技术

2.1 调频广播及电视发射天线概况

作为天线分为发射天线和接收天线，对于电视和调频发射台站来讲，主要研究发射天线，发射天线的作用就是将调频或电视发射机所产生的射频电能转换为向自由空间辐射的电磁波，一般根据广播和电视系统服务的对象地区，选择适合服务区的方向性、增益、极化方式和阻抗的天线。根据广播电视行业标准的要求，一般调频发射采用垂直极化方式，电视发射采用水平极化的方式，目前市场上出现了圆极化的方式，笔者认为选用何种极化方式，要综合考虑本台站的节目的实际情况和覆盖区的特点，可选择适合自己台站的天线。对于天线的其它指标，需根据实际的覆盖要求进行科学的设计和统一的考虑。

2.2 调频广播及电视发射技术的要求

随着视音频技术的不断发展，人们对广播及电视的收听和收看质量有了更高的要求。为了满足人们对更高的视音频信号质量的需求，出了对前期的视音频处理设备进行高标准的设计和要求外，对发射天线发射技术的设备质量提出了全新的要求[2]。

2.2.1 调频广播及电视发射天线的安装要求

在进行安装的过程中，一是应当尽量将安装发射天线的位置提高，同时考虑到“灯下黑”问题，做好零点补充，从而促使信息的传播具有完整性以及较高的质量，并且将外部的干扰因素减小，以达到确保安装精度的目的。二是，一定做好天馈线系统连接件之间的防水问题。

2.2.2 调频广播及电视发射天线的技术要求

为了确保能够给观众提供高质量的视音频信号，一定选择合适的天线增益、天线层数、振子的分布形式以及整个系统的阻抗匹配来保障高质量的传输信号[3]。

2.3 调频广播及电视发射天线技术的原理

天线发射信号和接收信号是一个完全相反的信号传输过程，在进行信号接收时，把经过极化的定向电磁波转为频率较高的电流或是导行波；把频率较高的电流转化为空间电磁波，从而完成发射信号的工作。在信号发射及接收的时候，信号的用途以及变化不会将其的基本特性改变。调频广播及电视发射天线具有四类基本的功能，即:极化功能、把发射端的能量转化为空间信号的能量转换功能、工作频带宽度功能以及在指定方向电磁波的能量的定向辐射（接收功能）。通过对上述工作原理的合理利用，调频广播及电视发射天线就能完成传播信息的工作[4]。

2.4 调频广播及电视发射天线的发射特性

（1）当调频和电视发射机处于一个正常稳定的工作状态时，调频发射机将音频信号进行调制、放大等处理变成大功率的射频信号传输至天线，电视发射机将图像和伴音信号经过调制、放大及功率合成后，变成大功率射频信号传输至天线，此类发射模式具有较大的容量，能够确保信息传播的效率以及质量[5]。

（2）当广播电视发射机处在稳定正常的工作状态下时，天线会产生极化现象，随着工作时长的增加，紧接着就会产生电场，通常情况下，如果地面与电场之间存在着一定的角度，就会造成极化波与地面之间的距离一定程度的减小，有效的提高传播的效率以及传播的质量。现阶段我国的调频广播及电视发射天线技术的水平有了较为明显的提高，渐渐走出了过去单一发射模式的制约，并研究出了双极化、圆极化发射模式，从而简化发射结构，有效提高了工作的效率[6]。

（3）当发射天线处在正常工作状态下时，输入电压或者电流一般情况下都会形成一定的比值，此比值称为“输入阻抗”，如果阻抗与电阻数值相同，就有力的证明了馈线与天线的连接良好，可以有效地确保天线发射系统稳定正常的工作。

（4）天线增益是调频广播及电视发射技术的特征之一，在设计天线系统时，既要考虑到扩大覆盖范围，又要考虑到避免对服务区外的干扰影响，因此，要选择合适的增益。

3 无线发射天线技术的运行内容和维护工作

调频广播及电视发射天线作为大功率无源系统，是整个发射系统的末端，一旦该系统出现问题，将会造成长时间的停播，而且，天馈线系统工作在室外环境，长期受到恶劣天气的影响，因此天线系统的维护工作是整个发射系统维护中最重要的环节之一。所以，在系统的运行过程中，相关技术工作人员应当及时检查天线设备的问题，确保天线系统能够稳定运行、正常工作[8]。

3.1 天馈线系统连接设备的完好性

在日常的管理工作中，相关工作人员应当及时对馈管进行维护及检查工作。首先对馈管以及发射机的接口处进行管理和检查，避免发生管口松动的情况，从而确保馈管的接口保持良好，如果出现其他自然因素，极易对设备的正常运行产生不利影响。接口保持良好的性能，以防因为漏水而损坏整个系统，确保馈管系统的稳定性以及安全性。馈线终端没有产生驻波以及放射功率，天线频率的变化以及输入阻抗也较为平缓，天线达到一个最佳的输入状态，现阶段调频广播及电视发射天线技术中使用频率最高的就是驻波参数，在匹配时驻波参数能更好地发挥其特殊的功能性。

3.2 天线驻波比的定期测试

调频广播及电视发射天线技术的驻波比反映了整个系统的阻抗匹配情况，一旦驻波比过大，做成反射功率过大，会引起大功率合成单元过热，并且有可能造成发射机过驻波比保护，引起发射机停播。

3.3 天线主瓣

在调频广播无线发射技术的应用中，天线主瓣所含内容涉及较多方面，例如，在应用的过程中必须要考虑主瓣、波瓣宽度、副瓣、以及副瓣电平。其中在辐射最大的方向上的波瓣是主瓣；除去所有主瓣后所剩余的部分就是副瓣；在调频广播的天线应用主板里重功率密度最大值的1/2 的角度是波瓣宽度；而在应用过程中副瓣最大功率同主瓣最大功率之间的分贝值就是副瓣电平。针对波比控制以及馈线中所产生的异常情况研究分析，查明具体原因，采取相应的管理措施。在解决馈线造成的问题时，分段测量驻波，并检查在应用以及分支电缆中的天线单元是否存在故障。一般情况下，天气及气候极易影响无线电发射技术，尤其是在雨雪天气中，由于功能器以及无线电接头的原因，造成线路的电阻下降，从而发生短路，对发射技术正常的转入功能以及转出功能造成不良影响[10]。

3.4 天线维护

调频广播及电视发射天线技术的后续使用离不开天线的影响，因此相关工作人员必须重视对天线的维护。

3.4.1 将天线的入口控制好

当前市场上所售的天线规格以及性能各有差异，相关采购人员在购买天线时，必须依据所应用地区的实际情况来购入天线，并检查其质量以及性能，将问题在源头解决，确保广播电视发射稳定、正常地运行，不影响节目的正常播出[11]。

3.4.2 检查设备

相关工作人员必须做好机器的分类检查工作，保证机器的质量。在设备工作过程中，一旦设备出现故障，必须及时更换老旧破损的机器，保证系统能够正常稳定地运行，此外，相关技术人员也需要从实际出发，进一步完善天线的系统，将信号的传输效率提升，确保传输信息的完整性。

3.4.3 做好安装控制

在安装天线的过程中，必须将天线的安全管控工作落实，不同的安装部件不同的安装方法，相关工作人员必须严格按照相关规则进行安装工作，确保天线能够正常工作。

3.5 人员管理

为了调频广播及电视发射天线的设备能够正常稳定的运行，相关的维护工作人员必须落实维护工作。相关企业可以设立专门的培训机构来培训企业员工，提升维护人员的维护技术以及专业素质。在进行培训的过程中，要求全部维护人员都能基本掌握广播电视发射天线技术的基础内容。通过培训，将维护工作人员对天线发射设备的维护意识增强，使工作效率得到有效提高。维护人员之间互相传递专业知识以及创新内容，有助于维护人员增加彼此的工作经验以及理论知识，对维护工作具有一定的推动作用。

3.6 铁塔维护

定期对铁塔进行检查以及维护，对调频广播及电视发射天线的故障处理有一定的帮助。在调频广播及电视发射天线技术的运行过程中，需要铁塔的支持，如果铁塔设备出现故障问题，将对相关工作的正常进行造成直接影响[12]。在相关检查人员进行对铁塔的检查工作时，必须检查铁塔的外观结构以及天线位置，如果出现天线位置偏离的情况，需及时上报并协助维修人员纠正天线位置。检查铁塔的外观是为了检查铁塔外部的腐蚀情况以及铁塔的倾斜情况，并根据相关标准进行处理。