作者：王庆余 廖志鹏
来源：《科技资讯》 2011年第31期
王庆余 廖志鹏
(安徽广播电视台 合肥 230065)
摘要:圆极化调频发射天线在我台的首次使用情况。
关键词:圆极化 调频 场强
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(a)-0015-01
我台的调频广播发射天线,一直采用的是水平极化或垂直极化的方式。近年来,随着城市建设规模的不断扩大,高层建筑不断耸立,各类无线电台增多,空中电波拥挤,直接导致了广播发射信号在传输过程中的不断劣化,接收效果越来越差。
从我台覆盖区域内的广播听众,人们的习惯接收方式,所用接收机种类,所处地区等角度调查了解,有以
下几个特点。
(1)收听广播人以大、中在校学生、部队军人、晨练者、乘车族为主要对象。
(2)接收广播的形式分为固定接收与移动接收两大类,且移动接收广播方式呈上升趋势。
(3)接收机以便携式收音机,汽车收音机为主。
(4)接收调频广播电波的极化方式,人们在无意识中对应了水平、垂直或中间状态,且垂直极化方式占较大比例。
(5)调频广播收听者绝大多数在城镇、市区。
中小型调频广播电台的服务对象大多使用普及型FM收音机,其特点为接收灵敏度较低,采用机内拉杆式小天线,其长度在50cm以下,短于FM波长的1/4倍,用这样的接收机来接收水平极化波时存在着严重的带普遍性的问题:接收机的拉杆天线不便于调节到接收水平极化信号的最佳状态,收听时存在很大的极化损失。
鉴于以上情况,在某地新增调频覆盖点时,我们采用单面四层圆极化调频发射天线。
1 天线的安装
该台转播台的铁塔为角钢自立塔,高度34.5m(连桅杆)。塔分为三层。上端一平台到地面高度为25m,一平台上的桅杆为9.5m(上部2.5m,周长35cm;下部7m,周长45cm),桅杆上方为3m避雷针。一平台护栏高度为1m,平台地板宽约0.85m,装有11CH/1kW的隙缝天线方向西北。33CH/3KW的面包天线四面约在18m～24m高度段装在第二层。小微波接收天线(朝西)装在第二层的护栏上。我们设计新装天线的主方向为北方。
采用FM单面四层园极化天线,天线高度10.2m,装在桅杆上,但桅杆的高度9.5m,小于天线的高度10.2m。由于桅杆是由两段通过法兰连接组成的,在考虑到铁塔的安全性的前提下,可以将桅杆的上半部分2.5m的桅杆换成4.5m的桅杆,这样桅杆的高度就增加了2m,桅杆的总体长度达到了11.5m。减去护栏的高度1m,还有10.5m达到天线安装的高度。3m的避雷针通过可以法兰安装在新的4.5m桅杆的顶部。天线装在桅杆上对现有的11CH的隙缝天线的覆盖效果也没有影响。主要服务方向天线增益达到6.7dBd。
2 场强的估算与测量
在估算场强时,我们应用了以下公式。
E＝Pe＋E1-A dB(uV/m)数据采集板
式中:Pe为有效辐射功率,dB(km);
E1为光滑球面上1kW有效辐射功率在观察点所形成的场强,dB(uV/m)。E1的值可以从资料上查得;
秸杆燃气炉 A为与地形崎岖度△h有关的衰减校正系数,dB,可以从资料上查得。
有效辐射功率可以通过下式计算:
Pe＝P+G-L
式中:P为发射机额定输出功率,dB(kW);
电子标签读写器
G为发射天线增益,dB;
L为馈线损耗,dB。
在测量场强时,我们从八个方向进行了大范围的测量,数据量较大,不便一一列出。表中列出了部分测量结果与估算值。
表1数据10km以内为市区场强值,10km以外为郊县场强与理论值。从表中可以看出,实测场强值与理论值相比普遍偏低,市区内差值更大一点。从测量数据中可以看出,场强的水平分量与垂直分量基本平衡,实现了圆极化电波发射。
超高压电容 3 圆极化调频广播的特点
圆极化调频广播需要发射水平,垂直两种极化分量,当两个相交电场的相位差为90°且幅度相等时,便产生了理想的圆极化波,此时听众不必考虑接收天线的放置方向,全向360°任意摆放都能获得满意的收听效果。这一点在我们的实际收听效果中得到了验证。
圆极化调频发射的入射波和反射波旋转反向相反,提高了抗多径干扰传播的能力,能有效地克服由反射引起的多径衰落现象。穿过障碍物(即绕射)能力强,传播距离远。
我们以发射塔为中心,在半径45km的范围内,近百个测试点,分别对两个频率测量水平与垂直场强值。从统计资料分析,一是近场强区近地场强的垂直分量稍强于水平分量,在远场强区不明显;二是随着发射距离的增加,场强水平分量略强于垂直分量,40km区间内场强差值将近1dB。
圆极化调频发射天线在发射效果方面虽然具备多项优势,与其它类型天线相比,也存在几点不足之处。老化电阻
(1)在实现水平极化分量与垂直极化分量分别馈电时增加了天线的衰耗。与相同层、列的单一极化天线相比,增益要下降3dB。
(2)由于天线结构较复杂,调试难度稍大一些。在用料、承重方面需要综合处理,增加了工本费用。
(3)圆极化天线必须发射水平和垂直两个电波分量,故有效辐射功率要比发射单一极化波时增加了一倍,需要加大发射机的输出功率。
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4 结语
多年来,我台的调频广播频率,一直采用了水平极化或垂直极化电波发射方式,圆极化调频发射天线的试用是一种尝试,接触到了新的发射技术。从繁昌发射台来看发射的效果不错,扩大了有效覆盖面,提高调频广播节目的收听率,创造了良好的社会和经济效益。
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