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广播电视发射天线技术应用简析

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  摘 要 在广播电视系统中,发射天线是实现广播电台和用户连通的纽带,其作用非常之重。然而广播电视发射天线技术凭借其能够大大强化广播电视接收信号能力和进一步优化广电工程天线以及参数设置的优势,在我国各地电视台得到了广泛的应用。本文主要对广播电视发射天线技术及其目前应用做了进一步简析。
  关键词 广播电视;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(2015)136-0097-02
  0 引言
  在信息瞬息万变的今天,传统的报刊传媒形式已不能满足人们的需求。广播和电视传媒以其时时跟踪、方便快捷的优点正在成为主流媒介。而发射天线则是实现广播和电视台与用户之间联通的桥梁。目前,随着科学技术的发展和创新,全固态晶体管发射设备得到广泛应用。它的出现使原有的能耗高、事故频发和质量差的问题得到了很好的解决,并且科学日新月异,技术推陈出新,广播电视天线发射技术也绝不会止步于此。
  1 广播电视发射天线概况综述及工作原理
  1.1概述
  发射天线是广播电视发射系统的关键所在,它主要由天线的输入阻抗、天线极化方式、天线增益和天线的主瓣等四方面组成。这四方面直接决定着广播电视发射天线性能的运行能力和运行质量。天线的输入阻抗是一种不同于馈线特性阻抗的复阻抗,形式上无需连接在馈线终端,数值上等于天线工作时输入端电压与电流的比值。广播电视发射频率一般都在1GHz以内,为了取得更高的增益天线一般采用线极化方式,分为垂直极化和水平极化,它是指电场矢量端点随时间变化时运动的轨迹形状、取向和旋转方向。其本质上是一种电磁波,可用来作为评价电场的指标,在天线发射技术中常用来决定电波的发射形式。天线的增益是最为关键的参数之一,可以表征天线朝向某一特定方向发射和接收无线信号的能力,是衡量天线实际运行质量的标准。在实际运用中,可以通过减小垂直面而增强水平面上的全相辐射能力的方法来提高增益。天线的主瓣,是用来检测天线信号发射是否集中的必要工具,其功率由主瓣宽度来标度。通俗来说,发射天线可以看作是一个转换器,将空间自由波和导行波进行转换,即将声音和图像信号转化成电磁波,通过天线进行组阵增益,然后再有发射机发射出去。最后经过计算机可视化处理,呈现给收视方。
  1.2 广播电视发射天线的工作原理
  发射天线既是转换装置又是发射装置。中波传播相对稳定、抗干扰能力强,短波在远距离传播中表现不俗。鉴于以上优点,电视台和广播台主要采用的是中短波来传播广播电视信号。具体流程如下,天线首先接受广播电视台发射出的中短波信号,然后将其进行转化,以电磁波的形式发射出去。当电视机和收音机接收到这些电磁波后,运用自身内部系统元件进行系列转化呈现最终的图像和声音。在整个过程中,天线起到了接收中短波并进行转化和发射电磁波作用,作为一个完成信号传输的媒介,它只需借助天调网络和馈线,毋须连接发射机。
  2 广播电视发射天线的基本特点和技术
  一般来说,广播电视发射天线基本特点的研究主要从发射特点和技术特点两方面进行研究。
  2.1 发射特点
  电磁波的分类依据有很多,广播电视信号发射所用的电磁波通常根据频率来划分成中波、短波和超短波。在我国广播电视中,通常采用的是中波和短波。它的发射机构主要由广播发射机、馈线、传送设备、电源设备和监测监听设备等组成。其中中波包含了120个频段,所有的频段都是面向地面进行传播的,具有很强的抗干扰能力和传播稳定性,除此之外也能使发射机有较为平稳的发射功率。短波可以通过电离层反射的形式,大大增长其传播距离,因此在国际传播领域常用短波,在保证传播距离的同时还能保证传播质量。因此中短波的研究在广播电视发射天线技术领域意义非凡。
  2.2 技术特点
  广播电视发射天线技术通常具有输入、输出和传输三个特性。其输入特性指的是视频和音频输出信号呈现出的阻抗和电平的特性。输出特性则指的天线发射信号端的负载阻抗和音频视频端功率特性,除此之外,还关系到影像声音之间的比率、调至设备制式以及工作频段等。相对于前两个特性,传输特性相对复杂,又可分为两个小特性。其中一个特性是指音频和视频通道的传输特性,主要研究其非线性失真和线性失真两种情况。另一个特性是研究音频特性和频率振幅特性,主要研究对象有设备调试杂音、电磁波噪音等。
  2.3 基本技术
  在技术方面主要有发射技术和建设技术。当前广播发射主要运用一种名为立体声调频发射机的多功能发射机。它的调频方式有多单声道调频和立体声道调频以及多节目调频。多方式的调频形式使其可以适应更加复杂的情况,具有更加出色的适应性,可以胜任多种性质和要求的工作。电视发射技术相对稍为复杂,当电视发射机处于低电平的情况时,调试电视设备中的中频然后刷选出较大功率的射频信号传送给天线,之后再将其转化成电磁波发射出去供电视接收。在电视广播发射技术迅速发展的今天,一般的发射天线在满足人们需求方面表现的很乏力。新的发射天线设计要充分考虑到发射范围,提高发射功率以满足人口密度大的地区信号接受问题。另外,为了获取更优质的广播电视信号,通常将发射天线放在较高的地方,例如楼顶和塔尖。因为这些地方对于自然环境的影响更加敏感,所以在设计防风、防雷等方面需要进一步提高以满足要求。
  3 广播电视发射天线技术的应用
  3.1 广播电视发射天线的常规应用类型
  目前,常见的广播电视发射天线主要有蝙蝠翼类型和缝隙天线类型两种。其中蝙蝠翼天线因为主要由两个相同正交的对称振子构成,又被叫做正交振子天线。因为其结构原因使其具有牢固可靠的天线杆和振子,除此之外,还具有天线轴向辐射小、功率容量大的优点,是当前常见的广播电视天线类型。缝隙天线,是由导体面开缝生产得到,故而又称开槽天线。主要被用于雷达、通信设备、导航和高速飞行器等方面,值得一提的是我国首颗人造卫星就是采用的此种方式。缝隙天线以其结构简单和适应性强的优点,正在逐步受到人们的青睐。
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