调频广播天馈线基础(技术能手竞赛复习2)

1、LOGO 调频广播天馈线基础调频广播天馈线基础1LOGO调频广播天馈线基础v天线的基本理论v调频天馈线v调频多工器2LOGO天线的基本理论v天线的作用天线的主要作用是由发射机馈送来的高频信号能量转换成电磁波能量，并以电磁波形式向空间辐射出去，而馈线系统的作用则是将发射机欲发射的高频信号能量馈送给天线。 天线可以均匀的向周围辐射电磁波能量，也可以向特定方向的空域辐射电磁波能量。3LOGOv发射天线的视距设发射天线高度为h1、接收天线高度为h2, 由于地球曲率的影响, 当两天线A、B间的距离rr v时, 两天线互相“看得见”,当rr v时, 两天线互相“看不见”, 距离r v为收、 发天线高度分别

2、为h2和h1时的视线极限距离, 简称视距。AB与地球表面相切,a为地球半径, 可得到以下关系式:4LOGOv将地球半径a=6.371106m代入上式, 即有式中，h1和h2的单位为米。视距传播时, 电波是在地球周围的大气中传播的, 大气对电波产生折射与衰减。当考虑大气的不均匀性对电波传播轨迹的影响时, 视距公式应修正为5LOGO6LOGO7LOGOv均匀传输线均匀传输线沿线的电介质性质、导体截面、导体间的几何距离处处相同。特点：电容、电感、电阻、电导连续且均匀地分布在整个传输线上；可以用单位长度的电容C0、电感L0 、电阻R0 、电导G0来描述传输线的电气性质；8LOGOv无损耗传输线的传输参

3、数无损耗均匀传输线的特性阻抗、传播常数、波的相速度和波长由传输线分布参数L0、C0和频率决定。它由以下传输特性：9LOGO 传播常数传播常数j00CL与频率成与频率成线性关系线性关系 特性阻抗特性阻抗00CCLIUIUZ实数实数 相速度相速度001CLv 波长波长常数常数001vT2CLf传播传播特性特性10LOGO特性阻抗入射波电压与入射波电流之比CLzIzUzIzUZ)()()()(0双线传输线的特性阻抗双线传输线的特性阻抗同轴线的特性阻抗同轴线的特性阻抗rDZrln1200D 为同轴电缆外导体铜网内径； d 为同轴电缆芯线外径； r为导体间绝缘介质的相对介电常数。11LOGO驻波系数（V

4、SWR,Voltage Standing-Wave Ration）和行波系数111K11minmaxminmaxIIUU11驻波系数驻波系数行波系数行波系数12LOGO短路线的特征短路线的特征13LOGO开路线的特征开路线的特征14LOGO调频天馈线v垂直面波瓣下倾如果天线是按照垂直于地面发射的话，其能量的绝大数直接发射到自由空间，而不是到达用户的接收设备上，因此，天线的发射波束必须下倾。对于大功率发射台，其波束的下倾角度应在1左右，小功率的发射台下倾角更大，通常根据地形选择在5 6 。15LOGOv零点补偿为了增加天线的增益，通常采用多层天线构成天线阵，并使各层的辐射振子的馈电电流的幅值相等

5、。天线阵倾角处的辐射为零，称为零辐射角n，这个地带直射波场强很弱，达不到良好接收，为了使零点部位的用户能良好接收，必须对零点进行补偿。主要是对第一和第二零点进行填充，通常是采用改变上下半副天线的馈电电流相位的办法。16LOGOv极化方式天线的极化是指电场矢量的方向与电波传输方向的相对关系，即电场矢量的末端轨迹为直线，则称为线极化，如果电场矢量与地面平行，称之为水平极化；电场矢量与地面垂直，称为垂直极化。如果电场矢量的末端轨迹为一个圆或圆，则称为圆极化（椭圆极化）。如电场矢量随时间顺时时针旋转是右旋圆极化，反时针方向旋转的称为左旋极化，圆极化是由垂直和水平极化电磁波合成而得到。17LOGOv发射

6、天线的种类调频发射天线现常用的有如下几种:1:蝙蝠翼天线2:偶极子天线3:双环、四环、六环天线4:圆极化天线5:缝隙天线18LOGOv蝙蝠翼天线蝙蝠翼天线是一种比较传统的天线形式，是水平极化方式的天线，其特点是电路的Q值比较小，阻抗的频带比较宽，设计和调试相对简单，缺点是水平辐射方向性不易控制，天线的层数受支撑物机械强度的影响，通常不能太多。正常情况下，要求同层的四个振子按照逆时针方向，相互之间相差90馈电。19LOGO20LOGOv偶极子天线偶极子天线有几种，按照偶极子的层数可以分为：单偶极子天线、双偶极子天线、四偶极子天线，由于这种类型的天线通常带有反射板，因此，也叫做偶极板天线。典型的双

7、偶极子天线如下图示。在VHF 波段的偶极子天线，因工作波长较长，其偶极子多数采用半波振子，在VHF 和UHF波段则基本上采用全波振子，并采用了等幅度同相位的馈电方式。保证天线增益的稳定性。21LOGO半波振子阻抗为73.1；全波振子阻抗为200；22LOGOv环形天线以两个、四个、六个周长约为一个波长的圆环天线为一组基本辐射单元，称为双环、四环、六环天线。这种天线其实是偶极子天线的一种改良形式，具有增益高，馈电简单的特点，但其频带不如偶极子天线，通常用于UHF电视发射，也有用于FM广播的，适合于中、小功率的转播台使用的。23LOGOv圆极化天线目前，水平极化方式是广泛的一种天线辐射方式，垂直极

8、化天线一般只在同频道或邻频道干扰比较严重的场合使用，而圆极化天线的采用，对于改善室内天线的接收效果，减少电视重影的干扰，以及对于移动的汽车接收机收听调频广播，有比较明显的效果。24LOGOv缝隙天线主要用于UHF电视波段，天线采用多路传输技术，具有更高的增益以及更均匀的水平面辐射场型；作用距离远，场强覆盖均匀，驻波比小；天线腔体采用高光洁度的铝板或铜板，天线馈电系统全部采用镀银工艺，天线外罩采用高强度低损耗的玻璃纤维材料稳定性高，馈电损耗小，抗腐蚀能力强。25LOGOv发射天线系统的电气参数1）天线应有足够的带宽一般要求天线的相对带宽 /020% 。天线的带宽指该天线诸多电参数满足规定指标之内

9、的频率范围。26LOGO2）电压驻波比（VSWR）与行波系数在不匹配的情况下, 馈线上同时存在入射波和反射波。反射波电压和入射波电压幅度之比叫作反射系数，记为。27LOGO波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比，记为 VSWR。 驻波比的倒数叫行波系数。28LOGO3）方向性图 以天线为中心，远区恒定距离下，天线辐射特性随空间方位变化的图形，是一个空间立体模型。天线方向性图描述了天线的辐射特性。常用的是场强方向性图，和功率方向性图。29LOGO4）主瓣、副瓣、前后比方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣；其余的瓣称为副瓣或旁瓣；前后瓣最大值之比称为前后比。30

10、LOGO5)方向性系数天线某一方向的方向系数，指该方向某一点的功率密度（或场强的平方）与总辐射功率相同条件下各向均匀辐射时在该距离处的功率密度（或场强的平方）之比。 31LOGO6)天线增益增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。天线的增益G=D 其中D为天线的方向系数， 为天线效率。32LOGO7)有效辐射功率根据服务区的要求，当地址，天线高度确定以后，根据边缘服务区场强要求，便可以确定各个方向上所需的有效辐射功率。有效辐射功率： （dB)33LOGOv天馈线系统对信号传输的影响高的电压

11、驻波比会引起反射信号增大，它使发射机射频放大器工作在电抗负载状态，呈现非线性相位和阻抗特性，声道间的分离度和声道内噪声都会受到影响。会影响立体声效果，造成系统分离度下降。34LOGO调频多工器v多工器v多工器实现的方式v多工器的主要参数35LOGOv多工器概念：采用了多个不同频率使用一副天线的办法，称之为多工。将多个频率合成后使用一副天线的设备，称为多工器，或者称为天线多工器。36LOGOv多工器的结构模块化结构，由多个单元级联而成37LOGOv多工器组成单元（频道间隔4MHz）星形单元优点：结构紧凑，成本低，损耗均衡缺点：不可级联，三路以上设计复杂38LOGOv桥式单元（加强型BPF3）（频道间隔1.5MHz）优点：恒阻特性、可直接级联、隔离度高缺点：结构复杂、成本高、隔离和损耗不均衡39LOGOv桥式多工单元（四工器实例）40LOGOv多工器的主要参数 (1)隔离度：一般要求隔离度优于30dB (2)最小频率间隔：在保证性能指标的前提下允许双工器两个输入频率之间的最小间隔一般在1.2MHz左右（桥式