淺析如何加強廣播電視發射天線技術及應用

【摘要】 近年來我國廣播電視事業發展十分迅速，雖然與國民經濟的迅速發展密不可分，同時也得益于先進的廣播電視技術的應用。其中，廣播電視發射天線技術的廣泛應用就大幅度的提高了廣播電視信號接收的能力，為廣電事業的發展起到了不可忽視的推動作用。文章以中波廣播發射天線為例，重點介紹了并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）的原理及其在廣電工程中的應用情況，并對其發展前景進行了展望。

【關鍵詞】 廣播電視 發射天線 技術 應用

廣播電視是人們精神文化生活中最為重要的一部分，近年來發展也相當迅速。本人認為廣播電視事業的迅速發展，雖然與社會經濟的快速發展密切相關，同時也與先進廣播電視技術的廣泛應用有著必然的關系。其中，廣播電視發射技術的應用大大提高了電臺接收信號的能力，人們收聽廣播的效果也更好了。中波廣播天線對我國的廣播事業的發展起到了十分重要的作用，也是廣播電視技術中不可或缺的一項技術，占據十分重要的位置。隨著科學技術的發展，中波廣播發射設備應用技術也越來越先進，應用也越來越廣泛。廣播電視發射天線主要有天線的輸入阻抗、天線的極化方式、天線的增益、天線的主辦等性能組成的。天線的輸入阻抗是應用天線與饋線的連接，輸入電壓與輸入電流的比值。天線與饋線的連接，是天線輸入阻抗，也是饋線的特性阻抗，天線的輸入阻抗隨頻率的變化而變化。天線的匹配就是要消除天線輸入阻抗的電抗分量，使電阻分量盡可能地接近饋線；天線的極化方式就是天線輻射的電磁波，極化是電場矢量隨時間變化運動軌跡的形狀和方向。天線增益是衡量天線朝一個特定方向收發信號的能力，也是發射天線最重要環節。一般來說，天線增益的提高主要依靠減小垂直面，而在水平面上保持全向的輻射性能。天線的主辦可以用主辦寬度這一參量來表示天線功率輻射擊是否集中等，這些就構成了廣播電視發射天線。廣播電視發射天線是一種導行波與自由空間波之間的轉換器。是廣播電視主要的發射機輸出的聲音圖像及其信號，轉換成空間電磁波信號，并使電磁波能量向水平方向集中，為此各頻段的天線在發射塔上，組陣來提高增益。組陣后天線空間方向性得到增益，就可以通過建立數學模型，并利用計算機進行處理，得到最佳可視化。這就對利用廣播電視發射天線，進行覆蓋規劃起到了十分重要的意義。

以下，筆者就一種新型的中波廣播發射天線——并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）的應用技術進行介紹。

一、并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）的結構組成

采用普通的自立鐵塔作為支持結構，塔體截面形式可以根據需要設計成不同形狀，比如：三角形、正方形、正多邊形等。它與普通鐵塔不同之處就是鐵塔的周圍布設了很多根導線，這些導線的上端是連接在鐵塔平臺上的，而它們的下端在鐵塔底中心位置匯集，起到對鐵塔饋電作用。鐵塔下面與其他形式的中波發射天線一樣，都需要設置地網。其結構示意圖如圖1：

二、并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）的優點

與普通的中波發射天線比較，并饋式自立鐵塔中波天線具有以下優點：（1）鐵塔底下不需要設置絕緣底座，取消了絕緣拉索，從而大大的減少了用地面積，降低了工程建設成本。（2）鐵塔直流接地，可以有效的防止雷擊。（3）該發射天線自身可以承擔大于1000kW的大功率，沒有必要購買進口大型底座絕緣子，大大節省了投資。（4）可以供多個頻道共同使用。（5）可以在鐵塔上安裝其他天線，但是又不會影響到機器的正常運行。（6）該發射天線外形更加美觀、簡潔，對周圍的自然環境影響十分微小。

三、并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）的原理

并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）電氣原理圖如圖2所示：

從圖2可知，導線上的高頻電流i在通過鐵塔平臺之后便分流為i1、i2兩股。ABC組成了一個高度為H輻射體，而ABD又組成了一個高度為h的短路線。

該短路線的輸入阻抗應該是：

Zin=jX=jWtgαh

當h=λ/4時，Zin則趨向于無窮大，i2為0，i=i1；

當h≠λ/4時，也就等于將一個純電抗并聯于信號源與天線之間，該電抗無損耗，但是會讓天線的輻射率降低。其實質就是高頻能量通過并聯一個電抗去激勵天線。盡管天線是直流接地，但是對高頻并不非直接接地。

SFA輻射場形可以按照垂直單極振子來計算：

垂直面方向圖計算式：f（Δ）=cos（αHsin△）-cosαH/cos△

水平面方向圖計算式：f（ψ）=Κ

其中：α=2π/λ，是相移常數；H是鐵塔高度；Δ是射線仰角；ψ是水平方位角；Κ是常數。

天線底部的電流及電壓計算：

電流計算式：I=

電壓計算式：U=I·

百分之百調幅時有效值為：IP=·I=1.23I；Up=2·U= 2.83U

其中：P為發射機的標稱功率；Rin、Xin分別為天線底部輸入阻抗的實部和虛部。

四、并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）的應用

國外并饋式自立中波天線已經應用相當廣泛，各種應用技術發展也十分成熟。在國內，近年來并饋式自立中波天線的應用也越來越廣泛，其發揮的作用也越來越重要，應用效果也越來越顯著。比如：重慶人民廣播電臺的正四邊形SFA，洛陽人民廣播電臺的三角形SFA等已經安全部使用了多年。

從各并饋式自立式天線的實際使用效果可見，該廣播發射天線穩定性好、防雷保護效果良好，輻射場很強，輻射覆蓋范圍較大，比傳統的中波發射天線更優秀，可以更好的為人們提供聲音廣播文化服務。

五、并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）的發展前景

事實證明，并饋式自立鐵塔中波天線（SFA）有著十分廣闊的發展前景。隨著科學技術的進步，廣播電視技術將會向著信息化、高科技化的方向發展，新的、先進的中波天線取代傳統的天線是廣電事業發展的必然趨勢。因此，在今后的各地方電臺新建、改建工程中，SFA將會充分發揮其優勢，占據市場的主導地位。

六、廣播電視發射天線技術的應用

在廣播電視發射天線技術的應用，是我國發展的主要基礎。廣播電視發射天線技術應用是城市走向數字電視和數據傳輸是鏈路，現在從廣播電視發射天線到衛星上行站、有線電視網等都選擇使用數字化，其質量高、效果好。通過廣播電視發射天線傳輸廣播電視直播信號，改變了以往只靠微波中繼傳輸的方法，也消除了由于微波中繼引起的噪聲，而保證了信號的可靠性。同時我們還要加強廣播電視發射天線場區的保護，避免電磁波輻射的危害。若要長期居住，應遠離此地。改善電磁波對環境的危害，使我們生活、居住的環節越來越安全。讓廣播電視發射天線技術的應用更為安全廣泛。廣播電視發射天線技術的應用具有傳輸頻極寬，通信容量大，干擾小，抗干擾能力強的特點，因此廣播電視發射天線技術的應用，極大提高了廣播電視發射天線技術，一直受到廣播電視業的青睞，現在仍然是發展廣播電視的主要途徑。

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