广播电视发射天线技术及应用

第一篇：广播电视发射天线技术及应用

广播电视发射天线技术及应用

摘 要近年来，随着科学信息技术的发展，在广播电视行业中广播电视技术得到了广泛的应用，并在具体的实践活动中推动了我国广播电视行业的迅猛发展。就其基本构成来看，广播电视发射天线技术是极为重要的因素和环节，以有效实现广播电视信号在接收环节的优化和提升，并且为广电工程在天线参数设置和具体的设计环节提供科学、合理的依据，使其在广播电视行业中得到推广和应用。

关键词 广播电视技术；发射天线技术；应用

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）165-0098-01

在具体的生活实践中，无线电视和广播是人们进行信息资源获取的常用途径。而这个进行信息获取的过程通常涉及到信号的接收问题，但通常无线信号的接收一般是通过电视天线来完成的，就我国的当前实际来看，广播电视发射天线技术在具体的应用中所采取的是一种全新科学设计的发射装置，同传统性的发射天线相较而言，在科学技术的推动和升级改造下，能够在具体的应用中实现高质量、低消耗、少问题的建设目的。在这样的设备应用中，标志着广播发射技术也随着信息技术的发展迈入数字化的建设时代，使得广播电视发射天线技术成为全新型的传播技术。广播电视发射天线工作原理

广播与电视机构的发射端以电磁波的形式进行信号发射之后，接收端通过接收装置对相关信号进行系统性的处理和转换，再通过不同的接收设备来接收不同的、清晰优秀的图像和声音。这样的过程就是广播电视的具体工作过程[1]。在一个完整的工作过程创设中，进行信号电磁波的发射是天线的主要功能，通过先进化设备的支持，在相对简单的处理过程中实现对信号的转换和传播。由此可见，天线的工作原理体现在将接收环节的短信号波转换为电磁波的形式并通过介质的支持实现有效的传播。广播电视发射技术

2.1 广播发射技术

就我国当前的基本应用来看，立体声调频是在调频广播机构的发射端所较常使用的发射装置，在具体应用中，其发射装置具有多样性的发射功能。通过有效的立体声实现相应的调频管理，并且能够在单声道立体的调频应用中实现对多种节目的管理，使得在具体的应用中能够使有广播机构发射端发射的信号更加稳定，并且在具体的应用中功率更高且应用噪音更小[2]。

2.2 电视发射技术

电视发射端进行系统性的装置应用中最为频繁的是电视发射机，此外，还包含着具体应用中的检测调节设备和控制设备等。其基本的工作原理是电视发电机在整体性的处于低电平的状态下，将电视装置设备调制到中频状态，并通过变频器的应用将大功率的射频信号波进行挑选，并将这些信号通过馈线的传输作用发送至电视接收天线，由天线的作用之后进行一定程度的接收和转换，最后以电磁波的方式传输到信号传播的制定规划区域，然后在区域内的接收装置设置，有效的通过音频和图像的方式通过电视媒体的介质得以呈现。广播电视发射天线技术的应用

随着人们生活水平的不断提高，在日常的生活应用中，电视和广播已经是我们进行信息获取的有效渠道，所以，在不断的发展进步中，人们对于具体应用环节的广播电视发射技术也有了更高的要求，以满足人们对于信息获取的要求。

3.1 应用现状分析

在相关部门在对广播电视行业内的调查数据显示，在我国当前社会发展中的大中型城市应用中，在具体的生活建设中，广播电视发射天线技术得到了广泛且大量的应用，并在社会经济和科学技术以及行业的发展建设中朝着小城市的方向发展和蔓延，并不断的推广和应用。于广播电视技术的发展而言，科学技术的发展推广和具体应用使得其在应用范围中的建设不断的拓展和增强，并且在全新技术的发展和应用下，实现了传统发展技术和信号传输方式的变革和推广，并对相关的接收信号进行合理的优化处理，以确保整体运行中信号的接收质量和传输画面的质量高效性[3]。

在基本的应用发展中，在整体运行和发展环境推动下，技术革命和材料革命的有效开展使得广播电视发射天线技术的应用和推广得到了更加有效的支持和管理，使得在具体信号传输中的频道传输更加的广泛，进而也确保了整体通讯容量的拓展性，并且在基本的传输建设过程中，使得信号间的信号干扰不断减少，这也就确保了信号传输过程中的抗干扰能力，保证最后传输的整体质量。

3.2 缝隙天线

在具体应用表现方面，缝隙天线有广泛的应用，在基本的应用中，缝隙天线是通过导体体面的分裂而形成，所以，在一般情况下又称为开槽天线。就具体的表现来看，矩形状是缝隙天线最常见的表现状态和形式，其长度一般为整体波长的1/2。跨接形式是缝隙天线的有效传播方式，能够在窄边馈电的方式下实现信号的合理有效传播，在微波波段的通信雷达和电子对抗以及导航设备，甚至是高速运行的飞行器设计方面实现有效的应用。另外，因为缝隙天线在基本构造方面相对简单化，所以在对一些口径场的具体分布的控制也相对方便快捷，使其在实际生活中得到广泛的应用。

3.3 蝙蝠翼天线

通常而言，蝙蝠翼天线又称为正交振子天线，是具体应用中相当普遍的形式，主要通过两个正交对称却又无差别的半波进行振子对的构成和组合，同理而言，可以实现对电流的激励控制。蝙蝠翼天线在具体的平面处理工作中，通过圆极化同法线的整体方向相一致，而线极化在一般情况下则处于辐射场之外。在具体的应用中，处于水平对称状态的振子会因为对称面的面积偏大，能够保证整体过程中同步频道状态下信号的优良匹配性。这样的基本工作运行原理确保了电波在通过电视的介质传播时对电视的屏幕画面不会出现重影的现象，进而使得广播和电视信号在接收过程和具体展现时的效果更加的理想和有效[4]。

在具体的应用中，蝙蝠翼体现在整体表现上有驻波系数较小而同频带宽较大的特点，所以，在具体的应用中，没有实现具体介质的绝缘子保护，也能有效确保振子和整体天线之间信号传输和应用的可靠性和稳定性。所以，在现今社会发展和人们对于广播电视的需求而言，蝙蝠翼的应用在不断的推广和完善。结论

在社会经济和科学技术的发展和推动下，广播电视发射天线技术在网络化和信息化的推广变革下实现了具体发展中的机遇建设，并在新技术和新材料的更新换代下推动着广播电视发射天线技术的更新和前进，实现行业内的整体完善和提升，以及各个层面的进步。近年来，随着社会经济的发展和推动，人们对于广播电视的质量要求也在不断提升和强化，使得具体应用技术也在更新和完善，以确保信号在通过介质的传播之后确保播放环节的稳定性和质量性，以更好地满足人们对于具体生活实际的服务有效性，确保服务质量的合理有效性。

参考文献

[1]孙春茂.浅析广播电视发射天线技术及应用[J].科技风，2013（10）：127.[2]聂丽芬.广播电视发射天线技术及其应用研究[J].企业技术开发，2014（33）：55-56.[3]苗斌.广播电视发射天线技术及应用[J].西部广播电视，2015（8）：224-225.[4]席鹤鹏.广播电视发射天线技术与其应用[J].西部广播电视，2015（13）：243-244.

第二篇：广播电视发射天线技术实践

广播电视发射天线技术实践

摘 要 随着改革开放的不断推进，人们的生活水平、精神生活水平都在逐渐提高，推动了我国广播电视行业的改革，加快了新技术、新设备的引进，广播电视发射天线技术受到了越来越多人的重视。本文介绍了广播电视发射天线的概况，论述了广播电视发射天线的基本原理以及广播电视发射天线技术的特点，通过举例说明了广播电视天线的实际应用，希望能为我国广播电视天线发射技术的发展提供参考资料。

关键词 广播电视；发射天线；应用

中图分类号G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）140-0089-02

绪论

随着我国经济的迅猛发展，人们生活水平的提高，广播电视行业也取得了较大进步，大大丰富了人们的精神生活。广播电视的发展实质是技术的革新，尤其是广播电视发射天线技术，增强了信号的接收。随着技术的不断完善，广播电视发射天线技术已经较为成熟，解决了传统发射设备信号质量差、能耗高、易发生故障等缺点，发射设备也由电子管变为了晶体管，广播电视已经进入了数字化时代。如今人们加大了对广播电视的研究，技术更新越来越快，推动了广播电视发射天线技术向固态化、信息化的发展。广播电视发射天线基本概述

想要推广广播电视发射天线技术就需要对该技术有一个全面的了解。广播电视发射天线技术的核心组成部件就是天线，决定天线工作好坏的参数有输入阻抗、天线主瓣、极化、天线增益等。输入阻抗受到频率的影响，当输入阻抗与馈线阻抗越来越接近时，匹配度就越来越高，传输速度更快。而天线的外形、制作材料、大小、构造等也影响到了天线的增益，这些因素如果设计合理，天线的辐射面就会增大，性能会更好。广播电视发射天线为全向天线，能够使自由空间波与导行波自由转换，使设备能够输出声音、图像信号，将电磁波能量整合到水平方向里，再通过组阵不仅提高了天线的信号，也使得信号具有空间方向性，之后通过计算机技术与模型进行计算，使用户得到最佳体验。广播电视发射天线的基本原理

广播电视发射天线发出的信号是电视台先发出中短波，天线将其转变成电磁波传播出去，用户的天线接收此电磁波后就可以通过一系列处理转变为声音或图像。从中可以看出，天线起到了中转站的作用，既要接收中短波又要发射电磁波，并且，天线发射电磁波不用连接发射机，利用馈线与天调网络就能将信号发射出去。天线的主要工作流程就是接收广播、电视台发出的信号，并将其转变为电磁波，通过馈线与天调网络发射电磁波，用户端的天线会接受此信号，将声音、图像展示在人们的面前。

中波信号的发射需要一个天线铁塔，此铁塔底部绝缘，上部为金属，天线的馈线与底部相通，另外还需要铺设地网，目的是减少能量损耗，增大天线覆盖率。地网的铺设应以铁塔为中心，铺设半径1米、深0.8米的铜质网线。另外需要注意的是，天线、馈线、铜质地网线的质量会对天线系统的发射产生较大影响，因此尽量选用优质的产品。广播电视发射天线技术的特点

4.1 一般技术特点

广播电视发射天线既有输入特性又有输出特性，输入特性是指天线在发射广播、电视信号时产生的阻抗。而输出特性则影响着发射信号的功率、馈线的稳定性，天线工作时的负载、声音、图像信号输出功率等。

4.2 传输技术特点

传输特性有两方面特点：1）传输特性是指声音、图像信号传播通道的特性，包括线性失真与非线性失真；2）传输特性又包含音频特性、振幅特性、调制特性等。

4.3 安装技术特点

随着经济的快速发展，广播电视已经成为了每个家庭的必需品，是一个家庭重要的娱乐方式，而人们生活水平的提高也对广播电视提出了更高的要求，这就要求广播电视发射天线必须提高技术。可以将发射天线安装在高处，这样就可以接收更多的广播电视信号，但是需要注意天线的防雷击、大风、暴雨等恶劣天气，避免信号中断影响人们的使用。此外还需要考虑到天线的信号覆盖范围，提高天线的发射功率，即使在多人同时使用时也能使每一个用户都能接收到较强的信号。广播发射技术与电视发射技术

5.1 广播发射技术

如今使用最广泛的信号发射机是调频发射机，它不仅可以调节声道，还具有其他方面的功能，例如使用单声道调频、多节目调频等，使播放出去的广播声音清晰、信号强、无杂声与失真、不串线等，提高了用户的体验度。

5.2 电视发射技术

电视发射系统主要包括：电视发射机、控制机构、馈线、音频与视频输入设备、天线等。电视发射技术的工作原理是：电视发射机对设备信号的频率进行调节，挑选出功率较大的射频信号，之后再利用馈线将此信号传给天线，经天线转变为电磁波发射到固定的接受地，这便是电视发射系统的整个工作流程。

5.3 广播电视发射信号一般为中短波

1）中短波发射基本的结构。

中短波发射有以下几部分共同完成：（1）信号发射设备，包括发射机与馈线；（2）传送设备，包括接收器、微波机、收转机等；（3）电源设备，包括变电设施、配电设施等；（4）冷却设备。此外还需要配备必要的监视、监听设备。

2）中短波发射特点。

通常情况下，中短波可以承载120个频道，且无线电波还可以通过地面传播，这种形式的传播不但稳定，很难受到外界因素的干扰，而且信号质量好，使用中小功率的发射设备即可完成信号的发送。由于短波传播距离远，所以国际广播中一般使用短波。广播电视发射天线的应用

6.1 蝙蝠翼天线的应用

广播电视发射天线中最常用的就是蝙蝠翼天线，由于其由两个正交的对称的半波振子构成，因此又称正交振子天线。当两个正交振子处于一个平面上时，由于面积大，频率匹配密切，信号发射是最强的，能够解决电波反射对用户使用的影响。另外，蝙蝠翼天线的同频宽度可达25%，可以不用截止绝缘子；这种天线平面辐射大，轴向辐射小。外形如下图所示。

6.2 缝隙天线的应用

缝隙天线就是在一个导体面上开出几道缝，因此又称开槽天线。缝隙天线长度等于发射电磁波的半个波长。缝隙天线一般被用于导航、雷达通讯、飞行器等方面，例如我国的“东方红一号”就是用了缝隙天线。缝隙天线的结构较为简单，可以对特定口径场进行控制，因此近几年来受到越来越多人的青睐。下图为缝隙天线的形状。

6.3 广播电视发射天线的应用现状

根据调查研究显示，我国的广播电视发射天线技术已经在许多城市中实现了数字电视与数据传输，正在向城镇发展。随着技术的发展，人们收听到的、观看到的节目声音会越来越清晰，画面也越来越艳丽。数字技术提高了信号的传输质量，消除微波干扰，提高了通信容量与抗干扰能力。结论

时代的发展带动了广播电视发射天线技术的发展，对于广播电视行业来说是一个重大的机遇与挑战，如今技术更新越来越快，广播电视天线发射技术应不断创新技术，向智能化方向发展，推动我国广播电视行业的发展，满足人民群众不同的需求，促进和谐社会的发展。

参考文献

[1]管延发.广播电视发射天线技术及应用[J].价值工程，2010（11）.[2]宋士天，吴虹，戈立军，等.一种基于MIMO-OFDM技术四发射天线多接收系统的设计[J].南开大学学报（自然科学版），2010（1）.[3]李占松.浅议并馈式自立中波天线原理及应用技术[J].科技传播，2009（1）.[4]朱士涛，张安学，张金生，等.一种宽频带电视发射天线的设计[J].电子技术应用，2007（7）.[5]于恩波.浅谈广播电子设备中的抗干扰技术[J].中国新技术新产品，2011（24）.

第三篇：广播电视天线工讲义（精选）

广播电视天线工

讲义

戴勇

二O一三年八月

第一节

一、广播电视天线工：

是指安装塔桅钢木结构的中短波天线、馈线的。是国内唯一安装大型铁塔的野外露天的超高空作业工种。

二、广播电视天线工做什么：

1、主要是野外露天高空作业，负责维修中央直属广播电视发射台及省、区、直辖市广播电视发射台的天线、馈线；

2、负责全国铁塔刷漆任务；

3、负责抢修天线故障等。

三、广播电视天线工的要求：

1、中专学历以上；

2、身体强健,能坚持长期野外作业；

3、能吃苦耐劳,具有敬业精神；

4、有恐高症者不适合此项工作。

第二节

一、力 力：是看不见摸不着的，它是人们在长期生产实践中，观察物体之间相互作用的表面现象而抽象出来的概念。

是任何导致自由物体历经速度、方向或外形的变化的影响

二、力的三要素是：大小，方向，作用点；

三、力平衡的条件是：大小相等，方向相反；

第三节

一、波

波：分为光波、声波和无线电波（电磁波）。

二、无线电波：

无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。

在天文学上，无线电波被称为射电波，简称射电。

三、无线电技术：

是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。

四、无线电波是一种能量的传播形式，电场和磁场在空间中是相互垂直的，并都垂直于传播方向，在真空中的传播速度等于光速的约300000千米/秒。

四、无线电波按频率分为：长波、中波、短波和微波

1、长波：电子学中的长波（包括超长波）是指频率为300kHz以下，波长为1000～10000的无线电波。

2、中波：波长介于1000m与100m之间(频率介于300kHz～3MHz之间)的无线电波。

3、短波：是指频率为3～30MHz的无线电波。短波的波长短，沿地球表面传播的地波绕射能力差，传播的有效距离短。短波以天波形式传播时，在电离层中所受到的吸收作用小，有利于电离层的反射。经过一次反射可以得到100～4000km的跳跃距离。经过电离层和大地的几次连续反射，传播的距离更远。无线广播中的短波(SW)频率范围我国规定为2～24MHz。

4、微波：是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。

五、地波：

1、沿地面传播的无线电波叫地波，又叫表面波。电波的波长越短，越容易被地面吸收，因此只有长波和中波能在地面传播。地波不受气候影响，传播比较稳定可靠。但在传播过程中，能量被大地不断吸收，因而传播距离不远。所以地波适宜在较小范围里的通信和广播业务使用。

2、沿地面传播的无线电波叫地波。当天线架设较低，且其沿地面方向为最大辐射方向时，主要是地波传播。地波传播的特点是信号比较稳定，基本上不受天气的影响，但随着电波频率的升高，传输损耗迅速增大。因此，这种方式更加适合长波的低频传输。

第四节

一、天线

天线：天线（antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。

二、天线分类：

按用途分类：可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；

按工作频段分类：可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；

按方向性分类：可分为全向天线、定向天线等； 按外形分类：可分为线状天线、面状天线等。

三、名词解释：

1、天线的方向系数：是指某点产生相等电场强度的条件下无方向性天线总辐射功率与定向天线总辐射功率的比值。

2、天线的效率：就是指天线的辐射功率和输入功率之比。

3、天线输入阻抗：就是把天线的功率看作一个等效阻抗吸收的功率，这个阻抗就称作天线的输入阻抗。

4、天线的增益：是指天线将发射功率往某一指定方向发射的能力。

5、行波系数：等于馈线上的电流或者电压的最小值与其最大值的之比。

四、天线的作用与地位

无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。

五、转动天线的优点是：

1、发射方向为360度，提高了灵活性；

2、一部机器使用一副天线，节省了交换机；

3、天线数目少，占地少，馈线短，节省损耗；

4、对任何方向都可以发射，避免了固定天线有时要偏向发射的偏向损耗。

六、电动绞车的工作注意要点是：

1、工作开始要先检查绞车是否牢固；

2、应该接地；

3、必须注意其制动准确性和灵敏度；

4、操纵者应有绝缘手套和绝缘胶鞋；

5、防止与电源导线与钢丝绳扭结；

6、不容许钢丝绳断后再接使用；

7、使用的钢丝绳和滑车要配备；

8、绞车电动机电源线应绝缘。

第四篇：现代天线技术

微带缝隙天线的分析

班级：0413101 学号：041300425 姓名：袁振宇

摘 要

微带缝隙天线具有结构简单、加工方便、体积小、宽频带等特性，在微波毫米波系统应用广泛。文中计算了天线的回波损耗和方向图，与文献结果比较吻合，证明了仿真方法的正确性，可为 微带缝隙天线的设计工作提供一定的参考。

关键词 微带缝隙天线 回波损耗 方向图

Abstract

Slot antenna has a simple structure, easy to process, small size, broadband andother characteristics, widely used in microwave, millimeter wave systems.In this paper,Ansoft HFSS 12.0 is used to analyze the slot antennaon a 50 × 80 mm2open ground.The size of the slot is about quarterwavelength, cut in the finite ground plane edge, fed by a microstrip transmission line.The paper calculated the return loss and antennaradation pattern.Good agreement with the literature results proved the correctness ofthe simulation method can provide some reference for the design of the microstrip slot antenna.Keywordsmicrostrip slot antennaS11radiation pattern

第1章绪论

1.1研究背景及意义

天线是在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。

天线按工作性质可分为发射天线和接收天线。按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等。按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频

微带天线的概念早在1953年就由G．A．DeSchamps提出，在20世纪50年代和60年代只有一些零星的研究。直到20世纪70年代初期，当微带传输线的理论模型及对敷铜的介质基片的光刻技术发展之后，第一批具有许多设计结构的实用的微带天线才被制造出来。缝隙天线最早是在1946年H．G．Booker提出的，同微带天线一样最初没有引起太多的注意。缝隙天线可以借助同轴电缆很方便地馈送能量，也可用波导馈电来实现朝向大平片单侧的辐射，还可以在波导壁上切割出缝隙的阵列。缝隙开在导电平片上，称为平板缝隙天线；开在圆柱面上，称为开缝圆柱天线。开缝圆柱导体面是开缝导体片至开缝圆柱导体面的进化。波导缝阵天线由于其低损耗、高辐射效率和性能等一系列突出优点而得到广泛应用；而平板缝隙天线却因为损耗较大，功率容量低，效率不高，导致发展较为缓慢。到1972年，Y．Yoshimura明确提出微带馈电缝隙天线的概念。

从微带天线的概念提出以来，由于它剖面薄、重量轻、可与载体共形、易与有源器件集成等优点，已经被广泛地应用于卫星通信、导航等领域。但是，微带天线频带较窄的突出缺点又限制了它的实际应用。目前在高频应用上，采用更多的是微带缝隙天线，它具有对加工精度要求低，可用标准的光刻技术在敷铜电路板上进行生产的优点，尤其是微带宽缝天线更是有效地拓宽了频带。目前缝隙天线(包括波导缝隙天线)已被广泛地应用于无线移动通信天线以及卫星直播电视天线。

1.2天线特性的主要参数

天线的特性参数主要有方向函数或方向图，极化特性，频带宽度，输入阻抗等，为了方便对天线的方向图进行比较，就需要规定一些表示方向图特性的参数。这些参数有：天线增益G（或方向性Gd）、波束宽度（或主瓣宽度）、旁瓣电平等。下面就简单介绍一下天线特性参数。

1.极化特性

指天线在最大辐射方向上电场矢量的方向随时间变化的规律。按天线所辐射的电场的极化形式，可将天线分为线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。线极化又可分为水平极化和垂直极化；圆极化和椭圆极化都可分为左旋和右旋。2.输入阻抗

天线阻抗简单地讲就是在天线部分上的电压和电流比率。由于在天线各点的电压和电流的分配不尽相同，各点的阻抗也不相同，其中馈电点的阻抗最为重要，对半波长偶极子天线来说就是中央天线。为使无线电收发器具有最佳的功率传送，这点的阻抗应该和馈线电缆的阻抗相同。

天线的输入阻抗等于传输线的特性阻抗，才能使天线获得最大功率。3.带宽

天线的电参数都与频率有关，当工作频率偏离设计频率时，往往要引起天线参数的变化。当工作频率变化时，天线的有关电参数不应超出规定的范围，这一频率范围称为频带宽度，简称为天线的带宽。4.远区场

如果所观测点离开波源很远、很远，波源可近似为点源。从点源辐射的波其波阵面是球面。因为观测点离开点源很远很远，在观察者所在的局部区域，其波阵面可近似为平面，当作平面波处理。符合这一条件的场通常称为远区场。这里所谓很远很远都是以波长来计量的。

5.方向函数或方向图

离开天线一定距离处，描述天线辐射的电磁场强度在空间的相对分布的数学表达式，称为天线的方向性函数；在离开天线一定距离处，描述天线辐射的电磁场强度在空间的相对分布的图形就叫天线的方向图。最大辐射波束通常称为方向图的主瓣。主瓣旁边的几个小的波束叫旁瓣。

天线增益是在波阵面某一给定方向天线辐射强度的量度。它是被研究天线在最大辐射方向的辐射强度与被研究天线具有同等输入功率的各向同性天线在同一点所产生的最大辐射强度之比。G单位立体角最大辐射功率(1.1天线方向性GD与天线增益G类似但与天线增馈入天线总功率4益定义略有不同。

GD单位立体角最大辐射功率(1.2)总的辐射功率4因为天线总有损耗，天线辐射功率比馈入功率总要小一些，所以天线增益总要比天线方向性小一些。

理想天线能把全部馈入天线的功率限制在某一立体角B内辐射出去，且在B立体角内均匀分布。这种情况下天线增益与天线方向性相等。

GGD4(1.3)B理想的天线辐射波束立体角B及波束宽度B

图1.1立体角及波束宽度

实际天线的辐射功率有时并不限制在一个波束中，在一个波束内也非均匀分布。在波束中心辐射强度最大，偏离波束中心，辐射强度减小。辐射强度减小到3db时的立体角即定义为B。波束宽度B与立体角B关系为 : B4旁瓣电平是指主瓣最近且电平最高的。第一旁瓣电平，一般以分贝表示。方2B（1.4）

向图的旁瓣区一般是不需要辐射的区域，其电平应尽可能的低。

天线效率A定义为：

APP(1.5）PiPP11为欧姆损耗；P为辐射功率。式中，Pi为输入功率；P天线的辐射电阻R用来度量天线辐射功率的能力，它是一个虚拟的量，定义如下：设有一个电阻R，当通过它的电流等于天线上的最大电流时，其损耗的功率就等于辐射功率。显然，辐射电阻越大，天线的辐射能力越强。由上述定义得辐射电阻与辐射功率的关系为

12PImR（1.6）

2即辐射电阻为

R2P（1.7）2Im仿照引入辐射电阻的办法，损耗电阻R1为

R12P1（1.8）2Im将上述两式代入效率公式，得天线效率为

AR1（1.9）

RR11R1/R可见，要提高天线效率，应尽可能提高R，降低R1。6.驻波系数和行波系数

为了定量描述传输线上的行波分量和驻波分量，引入驻波系数和行波系数。传输线上最大电压(或电流)与最小电压(或电流)的比值，定义为驻波系数或驻波比，表示为

UUIImaxminmaxmin（1.10）

驻波系数和反射系数的关系可导出如下

UzUzUzUz1z（1.11）

故得

Umax12UU2min12（1.12）U2UUmaxmin1212（1.13）行波系数定义为传输线上最小电压(或电流)与最大电压(或电流)的比值，即

KUUminmaxIIminmax（1.14）

显然：

K11212（1.15）

7.效率

效率有辐射效率与天线效率之分。由于入射波反射的存在，天线不可能把入射功率全部提供到天线的输入端口作为天线的输入功率。同时，天线也不可能把从馈线输入给他的输入功率全部辐射出去，总有一部分要损耗掉，如天线导线中的热损耗、介质中的介质损耗、地电流的损耗以及天线近旁物体吸收电磁波一起的损耗等等。

为了便于对概念的理解，先将天线的有关的基本功率定义如下： 入射功率P入：指发射机等提供给天线的功率。反射功率P反：指天线反射回来的功率。输入功率Pin：指收发机等提供给天线的功率。

损耗功率Pd：指由于导线、介质或者地电流等存在而损耗的功率。辐射功率P：指天线把发射机提供的功率扣除损耗辐射出去的功率。根据以上定义，很容易得到：

PinP入P反PPd（1.16）

1.3微带缝隙天线的应用

微带缝隙天线在航天器飞行、卫星直播电视以及医学诊断中得到了应用。在卫星直播电视接受中，11.17~12.5GHz频带内的宽缝微带天线阵得到了应用。人们以矩形宽缝微带天线作为作为阵元，作出了2，4，16，64以及512单元平面阵。在H面内，单元缝隙间距为λ，E面缝隙间距为λ/2。缝隙是由微带分路器馈电。图1.2表示512单元宽缝隙组成的阵方向图和增益。这种天线的缺点是单元多，馈电网络复杂。

(a)方向图(b)增益与频率的关系

图1.2512单元缝阵的方向图和增益

近来，人们制作了一种宽带高增益圆缝阵。阵元圆缝结构如图1.3所示。

图1.3 圆缝的结构

圆缝直径与波长可比，因此它也属于宽缝。他是由两介质板之间带线激励的，下面有一段圆波导状金属导体。调整带线宽度和深入缝中的长度可以获得带宽匹配。为了提到增益，在圆缝上金属表面加一层直径大一些的厚金属板，形成短圆喇叭状。

一个4×4圆缝阵的实验数据是：基板厚度1.75mm；相对介电常数2.32；用50欧姆带线馈电。缝隙的工作模式为TEM，中心频率为12GHz，驻波系数为2：1的带宽可达2GHz；单缝增益为10dB。阵的增益为20.6dB。在11.17~12.5GHz频率范围内，天线效率可达到57%~67%。交叉极化低于最大增益25 dB。上述数据表明，在同样指标要求下，圆缝隙阵优于矩形宽缝隙阵。

图1.4为医用宽缝隙微带天线结构示意图。单缝的增益可达到6dB。工作频率为S波段。

图1.4医用宽缝微带天线结构示意图

这种天线放在人体组织附近进行诊断。因此，场强随缝隙表面与人体组织间距离变化的数据是重要的。图表示场强随缝隙表面与水平面距离的变化。在医疗诊断和治疗中，把微带缝隙天线表面贴在人体有关部位或与有关部委保持一定距离，目的是在人体有关部位上产生一定形状和强度的热区。

第2章缝隙天线的理论分析

如果在同轴线、波导管或空腔谐振器的导体壁上开一条或数条窄缝，可使电磁波通过缝隙向外空间辐射，而形成一种天线，这种天线称为缝隙天线。这种天线可以单独使用，也可以作天线阵的辐射单元。

2.1理想缝隙天线

实际上理想缝隙天线是有外加电压或场激励的。不论激励方式如何，缝隙中的电场垂直于缝的长边，并在缝的中点呈上下对称分布，如图2.1（a）所示。不过，由于JmnE，缝隙内外两表面的等效磁流反向，理想缝隙天线的场与前述磁流源激励时的场若在y>0的半空间相同，则在y<0的半空间相差一个负号。由于在同一表面上，等效磁流亦对缝中点呈上下对称分布，理想缝隙天线可等效为由磁流源激励的对称缝隙，如图2.1(b)所示。当然，这个磁流源的方向在内外两表面上也应当相反。与之互补对称的显然是尺寸相同的板状对称振子。

图2.1 理想缝隙天线与板状对称阵子

2.2微带缝隙天线

2.2.1 微带缝隙天线的结构

在50年代，人们在三板线的一个接地板上开缝构成辐射器，这就是微带缝隙天线，并且以此为阵元构成缝阵。许多人对这种天线进行了研究。随着微波集成电路工艺的发展，人们在微带线接地板上光刻成缝隙构成微带缝隙天线。图2.5表示出了微带缝隙天线的结构。

图2.5 微带缝隙天线

微带缝隙天线产生双向辐射；对制作公差要求低；与微带振子天线组合起来可以构成圆极化天线。他也是一种比较常见的天线。微带缝隙天线常见的的缝隙形状有矩形，圆形，或者环形

(a)窄缝(b)圆环缝(c)宽缝(d)圆贴缝

图2.6 缝隙形状

2.2.2微带模型

微带馈电缝隙天线的基本模型，是在微带线的接地平面上蚀刻单个缝隙或缝隙阵列作为辐射单元，该缝隙与微带线的带状导体成直角，微带线的电场经微带传播到达缝隙处通过耦合激励该缝隙，向外辐射能量。为了能有效激励缝隙，可采用两种激励方式：带状导体或者穿过介质基板到缝隙边缘并短路，如图2.7所示，或者该带状导体终止于～个远离缝隙边缘的开路短线，如图2.7所示，在缝隙外边缘实现了一个有效短路。

（a）（b）

图2.7 微带模型、参考文献

1.王新稳、李萍，微波技术与天线，北京，电子工业出版社，2003 2.万伟，微波技术与天线，高等教育出版社，1986.6 3．卢万铮，天线理论与技术，西安电子科技大学出版社，2004 4．周朝栋、王元坤，天线与电波，西安电子科技大学出版社，1994 5．马汉炎，天线技术，哈尔滨工业大学出版社，1997 6．王朴中、石长生，天线原理，清华大学出版社，1993 7．谢宗浩、刘雪樵，天线，北京邮电学院出版社，1992

8．魏文元等，天线原理，第一版，北京，国防工业出版社，1985年 9．王新稳等，微波技术与天线，第一版，北京，电子工业出版社，2003年

10．JhoneD.Kraus等著，章文勋译，天线，第三版，北京，电子工业出版社，2004年 11．张肃文等，高频电子线路，第三版，北京，高等教育出版社，1993年 12．刘学观等，微波技术与天线，西安，西安电子科技大学出版社，2001年 13．闫润卿等，微波技术基础，北京，北京理工大学出版社，2004年

第五篇：广播电视发射系统改造设计

二、项目简介

项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况：

本工程属广播电视发射系统技术改造领域。

主要内容包括技术设施和配套设施改造两部分。经建设单位科学组织，精心实施，完成810KHz 200KW发射机、1530KHz 50KW发射机、810KHz调配网络、高频传输路由、安防监控、冷却降噪除尘、发射机房等系统改造，提高了整个系统的总体技术水平和可靠性。

项目最大特点:

（1）复杂程度高。技术设施改造和配套设施装修改建同时上马，点多面广，十分复杂，并且由于项目资金主要来自专项，根据财政规定不能随意改动。施工期间，各分项工程齐头并进，必须充分协调好各施工单位工程进度，充分考虑施工每一个环节。

（2）施工难度大。由于实施不停播改造，工期紧（90天），作业面狭窄，既要维持安全播出，又要正常推进工程进展，任何一个细微的失误或纰漏都可能导致发射台节目停播的灾难性的后果。因此，任何工作必须科学安排，精心组织，任何工作必须一丝不苟。

（3）克服难点多。一是抗干扰。大功率多频点发射台，电磁干扰和各频率相互串扰无处不在，方案制定和实施都必须通盘考虑上述因素对整个系统的影响，许多工作只能安排到凌晨两点后至三点三十分停播间隙进行。二是抗灰尘。工程实施期间，为确保发射设备的运行安全，必须耗费大量精力用于消除灰尘对新旧设备的影响，施行特别保护措施。三是新技术、新设备应用多。需要建设单位尽快熟悉掌握相关知识和设备。四是没有专业人员帮助，没有经验可以借鉴，从前期准备到工程实施与监督，一切只能依靠自己。为此传发中心和某发射台工程技术人员付出了艰辛的努力。

改造工程完工后，某发射台发射设施和整体装备水平全面提升，安全播出保障能力得到增强，为发射台今后的发展打下了良好的基础。改造工程同时为全国大功率中波发射台原址更新改造创造了一种新模式，积累了宝贵经验，新系统的合理配置以及创新技术的应用对中波台建设也具有一定的示范意义。

1三、主要技术创新点

项目主要创新点有：

1、中波天线网络针对南方雷暴天气多的特点，采用多种防雷技术专门设计，电感由线径4.5CM铜管绕制，采用高压真空电容，设置同台播出的另两套中波广播的阻塞网络，采用多重防雷手段：石墨放电球、天线对地并接微亨级电感，输出通路设置三级隔直电容，提高了设备运行的稳定性和防雷性能，确保优质安全播出。经浙江科技信息研究所查新：多种防雷手段的200KW中波天调网络在全国200KW以上大功率中波发射台中创新使用。

2、安防监控系统采用全数字方案，在200KW中波广播发射台采用数字摄像头，信号利用地埋光缆数字传输，红外对射设备就近取电，缩短电源线，防止中波通过电源线串扰进红外对射系统，信号传输采用点对点方式。图像信号清晰，无网纹干扰，红外对射布防正常使用，有效解决了在全国200KW中波台大功率高场强下传统监控摄像系统会受到高频影响，图像产生网纹、红外对射受到干扰的难题。

3、应用模块式水冷机组建设冷却降噪除尘系统，隔绝与外界的空气交换，大大减少灰尘进入量，达到发射机室恒温，恒湿。系统自投入运行以来，效率高，运行可靠，为全固态发射机创造了一个良好的运行环境和条件，为安全播出提供了保障。据了解，在全国大功率中波台中还没有利用此种方式冷却降噪除尘的先例。

四、项目详细内容

1、立项背景

某发射台是省属最大功率等级的中波发射台，承担着广播电视集团AM810KHz江之声（发射功率200KW）、AM1530KHz城市之声（发射功率50KW）、AM603KHz旅游之声（发射功率10KW）三套节目的中波发射任务，是党和政府的喉舌，也是党和政府与人民群众之间沟通的桥梁与纽带。发射台建于1954年，前身为江人民广播电台某发射台，至今已有近60年的历史，服务区域主要为杭嘉湖宁绍及苏南、上海等长三角发达地区，覆盖人口6000万。

近年来，由于受高清电视、数字广播、互联网和移动多媒体等新兴媒体的冲击和影响，调幅广播在全国范围内均出现收听率降低、受众群减小、影响力收缩现象，导致技术改造滞后，跟不上广电技术飞速发展的节拍。某发射台除上世纪90年代末开始进行过发射机、供电系统、信号传输链路局部升级改造外，技术改造总体投入不够，系统装备和技术水平已明显陈旧、落后，尤其是浙江广播主频率浙江之声810KHz主备发射机超期服役，故障不断，严重影响发射台安全播出和保障能力，技术改造已迫在眉睫。

随着国家广电“西兴工程”的推进，加上在“5.12汶川大地震”、2009年初南方特大冰冻灾害等特殊时期中波广播显示出了重要战略意义，使中波广播重新得到认可。浙江广播电视集团对此高度重视，并得到省财政厅、省广电局的大力支持下，2009年8月，某发射台改造工程正式立项。

2、详细技术内容

改造项目总投资1015万，包含两方面内容：发射设施的更新改造，配套设施的改造。

1、设施更新改造：

（1）、在确保安全的前提下，拆除810KHz原200KW电子管板调机、1530KHz原50KW发射机各一部。对发射台三个频率的发射机、倒换和配套设备进行重新布局和设计。

（2）、安装调试HARRIS DX-200（200KW）、HARRIS 3DX-50（50KW）全固态发射机各一部。

（3）、同步更新810KHz馈电路由和天线调配网络一组。引进126M 4英寸Andrew软馈地埋敷设用于810KHz高频信号传输。安装Dielectric倒换开关一只实现200KW、100KW主备发射机倒换功能。安装400KW仿真假负载一台用于810KHz主备机日常使用，建设天调网络实现阻抗匹配、对同台发射的另外两台节目的阻塞、良好避雷功能。

（4）、完成现用另外四台发射机移位。对三个频率发射系统进行联调，试用正常后，利用凌晨停播间隙进行新旧割接。

（5）、对改造以后的广播发射系统进行技术指标测试和调整。

2、配套设施的改造：

（1）、完成冷却降噪除尘系统建设。采用模块式水冷机组搭建系统建设方 案，实现发射机室恒温（常年控制在23度），恒湿（50%），降噪除尘功能，并满足节能环保和稳定运行需要。

（2）、完成发射区域安防监控系统建设。采用全数字方案实现200KW中波台 重点区域的实时摄录，监控，回放和技术区域400M小围墙的红外对射设防功能。

（3）、完成主机房和发射机室整体改造，满足全固态发射机的运行要求。

（4）、完成附属用房改造。利用闲置的180M2短波机房改建解决发射台长期 以来一直没有后勤用房的困境，利于发射台日常管理。

（5）、完成810KHz天线调配房和射频电缆工艺管道建设，为新天调网络和 高频传输软馈提供配套。

（6）、对配套设施进行强弱电及给排水改造。

改造工程按照上述内容制定了详细缜密的实施方案，并充分考虑改造过程中产生的各种不利因素，对安全播出可能产生的影响，制定相应对策和应急预案（抽调技术力量，加强值班、巡查、维护，在第四发射台搭建发射机作备份等）。由于科学规划、操作规范、专人监理、措施得力，再加上全体职工的热情参与，改造工程始终按照预定计划顺利推进，取得了最终的圆满成功。

3、与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较

浙江广播电视集团某发射台广播发射系统的改造主要由技术设施改造和配套设施改造组成，采用的技术和方案，与全国部分大功率发射系统改造基本类似，但有明显的特点和优点：

在天线调配网络的设计中充分考虑到全固态发射机对防雷的敏感性，针对江南雷暴天气多，某发射台天线场地条件比较差（场地狭小，总共两座天线，拉线塔和自立塔相距不到200M）的特点进行了专门设计，创造性地采用多种方法和手段，提高了设备运行的稳定性和防雷性能。一年来，基本没有发射机由于雷电保护导致降功率和损坏器件发生。

采用Dielectric倒换开关和Andrew软馈地埋敷设搭建810KHz高频传输路由，解决传统明馈阻抗不稳，软馈架空难以维护的问题，提高了系统效率，具有更高的运行指标。

采用全数字方案建设安防监控系统，图像信号利用地埋光缆数字传输，红外对射信号采用点对点回传，跟传统建设方案相比，图像更清晰，运行更稳定。

另外在制定配套设施改造方案时充分考虑全固态发射机对运行环境的高要求，针对发射台临近104国道的现状，进行了探讨和摸索，采用模块式水冷机组建设冷却降噪除尘系统实用，可靠，对发射机运行起到良好的保护作用。四台老发射机改造前由于积尘影响，故障不断，一年以后，运行趋于稳定，状态越来越好，间接延长了使用寿命。

综上所述，某发射台广播发射系统的整体改造，与其他大功率台改造相比，在应用技术和方案制定、实施具有更强的科学性、实用性和合理性。

4、应用情况

改造工程完成后，极大地改善了某发射台技术设施的运行环境，发射设施得到全面更新，各项技术指标均符合国标和行标。

（1）安全播出保障能力和发射台整体技术水平得到全面提升。发射设备的更新换代和运行环境的更新改造，使得某发射台的整体面貌发生了脱胎换骨的变化，新技术、新设备的应用使大家的业务水平得到跃升。过去碰到雷暴天气，经常发生设备降功率保护或器件损坏，一年以来已不再发生。810KHz新建高频路由和天调网络的投入使用，也使得系统的效率更高，运行可靠性更有保障。

（2）值班人员的劳动强度和工作压力大为减轻。由于运行环境的彻底改变，四台老全固态发射机过去由于灰尘引起接触不良引发的故障越来越少，运行状态越来越好，一年来已少有过去经常需要赶赴一台处理特发故障的经历，也间接延长了发射机的使用寿命，节约了大量的改造资金。

（3）为发射台今后的发展打下了良好的基础、积累了宝贵经验。项目工程在不停播的前提下，创新思维，开拓进取，圆满稳妥地处理好了安全播出、设备更新、土建施工三者的关系，探索出了一条大功率中波发射台的原址改造的新路子。更为重要的是，改造工程同时锻炼了一支能吃苦、会战斗的技术队伍，为某发射台今后的发展和改造提供了良好的人才保障。