调频广播发射天线应用与发展.doc

调频广播发射天线应用与发展一调频广播发射天线但Hr的高度也受到一定条件的限制，一是高塔的造价较高， 二是不允许引起对其它 FM台的同频邻的干扰应该说，一 个调频台们有效辐射功率（ERP）及发射天线的高度（HR）和使 用的频率一样、都要得到频率主管部门的批准，或者说，在 作调频广播规划时、 ERP和Hr两者一起考虑调频广播在我国可按电台的要求选用水平极化波、垂直极化 波或者园相化波因为一套调频广播节目所占用的频带相对 较窄，调频天线的频带可以做的较宽所以当一个电台需要 播出几套调频节目时、往往通过一个多工器用一副天线完成 多套节目的发射、这也是人们常说的一塔多频、 或双频供塔在实现一塔多频的基础上应当对该天馈线系统的带宽及功 率容量提出相应的要求二、常用的几种调频天线调频广播电台可以根据自己的的节目套数带宽、友射机的功 率、天线极化方式、塔高及其结构尺寸等条件、以及覆盖围 的要求、选用不同形式的发射天线目前对小功率的调频台 电气性能比较好的、比较常用的天线有以下几种1蝙蝠翼天线蝙蝠翼天线无论在调频台还是电视台都普遍采用这种发射 天线、其外形及馈电方式如图 1--1所示它是一种水平极化天线，频带转宽，87---08MHZ风荷载较小、结构比较简单。

它是每一层都有4个振子翼相互垂直的安装在桅杆的四周形 成两对正交的对称振子因此在水平面它基本做无方向性辐射由于塔 的桅杆直径不大一般在 0、1--0，2所以该天线的水平面方向的园度相当好约1-2DB为获得垂直面较强的方向性、往往 系采用多层的蝙蝠翼天线其层数根据增益需要及桅杆的机 械强度等因素确定中小功率调频台一般用 2--4层、多层蝙蝠翼天线的相对增益可按下式估算：蝙蝠翼振子的馈电方式有几种图 b示是其中的一种、每个振子翼都以一根特性阻杭为 75欧的分支电缆馈电、分支电缆 的芯线通过一片T型的跳接铜片与振子翼的中心馈电点相接 连、电缆馈电头的导体接于桅杆之上所有的分支电缆的另 一端接功率分配器也是通常大家叫的变阻器的输出端口，最 后与与主馈线相连同一层的 4个振子翼的恍馈电功率电流幅值、是相等的、但相邻的振子翼的馈电流有 90度的相位差即采用90度旋转相位差馈电、这是靠所用的 4根分支电缆长度不同彼此相差四分之一拉木那来实现的采用这种馈电方式的好处、主要是使得同一层分支电缆并联处的阻抗匹 配得到改善、这是蝙蝠翼天线频带较宽的原因之一这种天 线的优点虽然很多但的于它必须安装大型桅杆之上，也就是 说安装在铁塔的顶部，若该铁塔还要安装分米波电视 cctv--UHF无沦UHF--TV天线安装在它的上面和下边都会给 两副天线的安装和维护造成相当的困难。

尤其是在要求两副 天线的增益层数比较多、功率比较大的情况下一般把调频天 线改为其它形式、如双偶极子天线2双偶板极天线、如图双偶极板天线由平行的相距 2拉木那的两对半偶极子及其反射扳组成半波偶极子的材料为铝哈金或不透钢管中 间有聚四氟乙怖绝缘，并带有玻璃钢保护盖反射扳由镀锌 钢管或不透钢管焊按而成，以减少天线的风荷由于振子后 面的反射扳的作用、双偶极扳天线是一种有较强方向性的天 线、其方向图如图示其半场强角宽度均为 90左右，因而可通过四面组合安装在铁塔的四个则面，采用编置及 90度相差馈电的方式，获得较好的水平面无方向性的方向图园度 大于3DB,阻抗匹配方面也得到很好的改善当然也很容易 通过不同面数的组合在不目方向安装不同数量的双偶极子 扳天线单元、得到言种需要的水平面方向图目时双偶极极 天线视其安装方式可作为水平极化天线或者作为垂直极化天线使用这就是这种天线得以普遍采用的，尤其在大中型 tvv和fm塔上多破采用的愿因《 调频偶极扳天线单元的主要参数 工作频带----87__108MHZ 极化方式--水平或垂直输入阳杭—50驻波比--小街1513单偶极子天线单偶极子天线是一种简易的垂直极化天线。

可以用整个调频 广播的频段、如图，一个天线含有一对半振子及其馈电系统带平衡较换器均用铝合金管做成通常是在垂直方向、振子 轴线方向方置2个或4个这样的单偶极子，加上它们的支撑 物钢管构成一副调频天线它辐射的是垂直极化波、由于可 通过安装多层天线单元层距一般为 0、7--0、8拦才那、从而在垂直面获得较强的方向性，因而天线可以有相当的增 益，在水平面侧基本是作无方向性的辐射但是因受其支持 物钢管和铁塔的本身的影响其水平面方向图不可能理想的 园单偶极子天线的输入阻抗 50殴，也是采用50欧的分支电缆及相应的功分器给各个天线单云馈电单个天线单元的 驻波比大小1, 25整个调频段、不如调频双偶极扳天线好、 但因其价格较低_、容易安装、通常用在一些节目套数少、 小功率的调频台、单偶极子天线在出厂之前、可根据用户的 具体工作频率将其驻波比调的更好一些如达到 swr小于1、15因此此类天的实际使用效果是不错的三功率分配器功率分配器（简称公分器）的作用是将输入功率按人定比例 （通常是相等地）分配到它的各个输出支路端口、同时在输入 及所有输出端口都与所接馈线的特性阻抗保持极好的阻抗 匹配功分器由一组同轴的阻抗变换线及其相应的输入、输出接口（接头）组成。

这是因为功分器的输入一般为 50欧、而输出端并联后的阻抗因端口的数量及所接分支电缆的特 性阻抗不同而不同、因此在输入、输出端口之间必定要有阻 抗变换所以有人将它变阻器图示图就是一个4路功分器（有4路分支输出）,地称为50欧变阻 器（简称4:1变阻器）常用的还有2路功分器、6路功分器和 8路公分器功分器中的阻抗变换线一般都是多节 （2 — 4节）的四分之一拉末那、阻抗变换线其节数（总长度）是按输入、 输出阻抗变换比及对工作带宽、驻波比的要求而选定的当 阻抗变换比一定时、变换线的节数越多、其功分器的频带越 宽、驻波比的指标越好、当然这个功分器也就越长、越贵变换线中每节馈线的特性阻抗可按二项式分布阻抗变换电 路或者按切比雪夫阻抗变换电路的公式进行计算然后再按 同轴线性阻抗公式；Zo=60lnd/n以及它所传输的功率的大小，计算出各节变换线的导体的外 径（d）的数值用户选用功分器时，除应关注其功率容量， 最大驻波比及工作频带等指标外还是注意功分器的输入，输 出端口（接头）的规格现在的产品大多数采用国际标准， 根据功率等级的不同，分别有 n型，7/8， （ 1-8分之5略 ）都是法兰型接头（n型除外）。

而我国的标准中，除与之对应的If接头外，还有I系列接头（如 1,16,127,1,361,5 等）都是螺纹型接头一般而言，法兰机 构的接头气秘性要好一些必须注意，工程中使用的功分器 的接头规格要和所有的电缆头规格一致，不要出现上的麻 烦功分器在出厂前都用阻抗测试仪器（如 hp8752网络分 析仪）进行仔细的调试，其驻波比（输出端口均接标准电阻 负载时）一般都在1.05以下，外导体之间的绝缘电阻 500mo 以上用这样的功率分波器才能保证正副调频天线的总体指 标此外还要求功分器密封很好 .四主馈线调频天线的主馈线现在都采用低损耗的、低驻波比的聚乙烯 螺旋绝缘皱纹铜管射频电缆 （国产sdy系列）恃性阻抗为50欧常用的型号有 SDY— 50-37 — 3、SDY— 50— 80— 3等其主要参数如表示略选用什么型号的电缆作为馈线主要考虑以下几点：1, 电缆在调频频段的功率容量要大于调频发射机功率 （或多工器输出的总工率）还要留相挡的余量因为电缆产品的标 称功率是在境温度为 40度什的值，当馈线的工作环境温度 超过40度时，功率容量下降低消耗、如在50度时将下降18% 左右2, 要满足部颁标准-----gy/t5051 — 94电视和调频广播发射天线系统技术指标对主馈线总换耗的要求、々 2, 5dbl因为电溃缆直经越小单位长度的披耗就越大、如果发射天战距机房较远、主馈较长、这样可选用容量功率直径大一些的电 缆。

这样一次性投资可能大些但可以减少长期的功率损耗3, 部标准还要术馈线在调频频段的驻波比（电缆终端接 50 欧标阻时）小于 1、08o4, 要求主馈电缆的绝缘电阻大于 500m欧在一些环境较潮 湿的电（台尤其功率较大者）、为了工作稳定往往还要给主 馈线充以干燥空气或氮气（30kPA的气压）因此要求电缆你 其接头啊密到要好、接电缆头时、十分小心的采取密封措施此外处理好主馈电缆的防雷接地、至少在天线及机房两端分 别将电缆头的外导体用宽铜带很好的与地提连接在多雷地 区最好在主馈电缆在进货人室之前将导体的护套剥开用铜 器与地接好五调频天线的维护与管理调频天线的维护与管理、调频天线大多数都固定在铁塔上、 将别是这几年来调频干播的快速发展、由一前的反发射功率 几十瓦到目前1千瓦3千瓦有些地区达到10千瓦.调频广播 己成为目前广播覆盖的主要手段，功率的增加天馈线的高度 也在增加，维护管理己成为安全广播的主要容，调频天线架 没在几十米甚至几百米的高空，高空风大机械震动不止，金 属构件容易疲劳受损此外冬冷夏热温差较大、湿度大、有 的地方还有酸雨因此天线上的绝缘材料老化的快、金属打 料锈蚀的快、而安装天线的地方在高空技术人员不能经常的 去巡护，天线出现毛病不易被发现。

因此除在天线的选择上 选择优良的产品另一方面要加强天馈线的维护管理在天线 电气方面的维护项目和要求，目前参照部颁的、电视调频广 播发射天线馈线系统技术指标 (gy/t5051 — 94)及电视调频 广发射天线系统技术指标测量方法 (gy/t5051 — 94)进行具体的做法是：时常监视机房端主馈线的驻波比、 （发射机面扳上反射波电庄指指、）的变化如里发生变化应尽快查找原因、直至指 标恢复正常为了找出发生问题主要的方法是：采用分段测 量驻波比的方法、一般先在主馈电缆的终端接上 50欧标准电阻，在其输入端测驻波比、来判断是否主馈电缆的问题 如果不是、问题可能问题出在天线上面了、此时可以进一步 在天线上分段测量、判断是那根分支电缆的问题，或看是那 个天线单元的问题、根据自己的仪器条件、这项测量可以在 塔上进行、也可以在塔下进行根据经验毛寎多自出在雨天、 雪天刮大风之后天线分支接头，功分器受潮进水、使绝缘电 阻下降甚至形成短路经过分段测量绝缘的办法可以找到故 障点、然后把它打开进行用热冈吹干，进行重新密圭寸、这样 发射机的驻波比技术指标马上恢复再一方面经常定期测量 馈线的绝缘电阻大于 100兆欧、查看外导体的绝缘接地、查 看各接岱是否紧固、有没馈线过热现象电绽绅气的保持电缆 的气庄，定期检查塔上天线布件的紧固情说有无松动、锈蚀、 绝缘材料老化。