广播电视发射天线技术及应用

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1、广播电视发射天线技术及应用摘要：广播电视发射天线是调频广播、电视天线发射系统中的重要组成部分之一。本文从天线的基础知识、分类与选择、能量利用、场强预测与电波传播等方面进行论述。对广电工程的天线设计、参数设置和选择，提供了理论依据。Abstract:TheradioandtelevisiontransmittingantennaistheimportantpartofFMradio,TVantennassystem.Thispaperdiscussesantennadesignofradioandtelevisionengineering,parametersett

2、ingsandoptionsfrombasicknowledge,classificationandselectionoftheantenna,energyuse,thefieldstrengthprediction,wavepropagation,providingatheoreticalbasis.关键词：发射天线;技术;应用Keywords:transmittingantenna;technology;application中图分类号:TN948.5文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)11-0128-041天线的概况表征天线性能的主要参数有

3、方向图，增益，输入阻抗，驻波比,极化方式等。1.1天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射、馈线上没有驻波、天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。一般发射天线的输入阻抗为50Q。驻波比就是行波系数

4、的倒数，其值在1到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在天线系统中，一般要求驻波比小于1.1,但实际应用中VSWR应小于1.15。过大的驻波比会加大发射机反射功率。回波损耗就是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波损耗的值在OdB的到无穷大之间，回波损耗越大表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射，无穷大表示完全匹配。在天线系统中，一般要求回波损耗大于26dB。VSWR=1.2天线的极化方式天线辐射的电磁波可以是线极化，椭圆极化或圆极化。极化是指电场矢量端点随时间变化时运动轨迹的形状、取向和旋转方向。电场矢量在空

5、间任何瞬时皆固定不变的电磁波称线极化波。工程上电场矢量和地面平行的称水平极化;与地面垂直的称垂直极化波;与地面倾斜某一角度的称斜线极化。当电场矢量在一个周期内，其端点在垂直于传播方向的平面内描绘的轨迹成一个圆，则称作圆极化。沿电磁波传播方向看去、电场矢量随时间时间顺时针方向旋转是右旋极化，向反时针方向旋转是左旋极化。而轨迹为一椭圆则为椭圆极化,辐射某种极化电磁波的天线，称为某种极化天线。极化损失就是发射天线的极形式和接收天线的极化形式不同时、接收功率的损失为极化损失。1.3天线的增益天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择发射天线最重要的参数之

6、一。一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上保持全向的辐射性能。另外，表征天线增益的参数有dBd和dBLdBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。方向性图就是以天线为中心，在远区恒定距离下，天线辐射特性随空间方位变化的图形，是一空间立体模型。辐射特性是场强,功率密度,相位及极化等，常用的是场强方向图及功率方向图，而且只取两个互相垂直的主平面内的方向图。电视和调频天线通常以E面和H面的方向图描述天线的方向性。前者是通过天线中心，

7、平行于天线极化方向与传播方向构成的平面上，给定的极化波场强与射线角度的平极化天线的E面方向图称为水平面方向关系图形。H面方向图是通过天线中心垂直与E面的平面上，给定的极化波场强与射线角度的关系图形。水。其H面方向图称为垂直方向面,H面为水平面。垂直极化天线的E面为垂直1.4天线的主瓣;波瓣宽度;副瓣;副瓣电平;前后比;方向函数主瓣:辐射最大方向的波瓣。主瓣宽度:主板中功率密度为最大值一半的夹角0副瓣:方向图中除主瓣以外的波瓣。副瓣电平:副瓣中最大功率密度与主瓣最大功率密度之比的分贝值。前后比:主瓣最大功率密度与其相反方向副瓣最大功率密度之比的分贝数。方向函数:方向

8、图的数学表