中短波天线基本知识讲座
天线知识讲座讲解
天线部分一、天线理论知识天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件,其质量的优良和是否合理使用对无线通信工程的成败起到重要作用。
所以我们必须全面了解天线。
1、天线的方位图:方位图是天线电气性能的最重要指标它直接全面的反映出天线的辐射特性。
定义:天线的辐射电磁场在一定距离上随空间角坐标分布的图形。
由于电磁场的矢量特征包含了幅度、相位、极化方向等信息,因此,对应有:幅度方向图、相位方向图。
而电磁场的幅度可用场强和功率密度表示,所以,幅度方向图又分为场强方向图和功率方向图。
除非特殊说明,在一般情况下,通常天线方向图指的是功率方向图,幅度以dB为单位。
根据定义,天线的方向图是三维立体图,但实际获得完整的三维方向图是非常困难的。
通常根据天线的结构特点,选择两个或多个特征面测得该平面内的二维方向图如:E面方向图:通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面;H面方向图:通过最大辐射方向并与磁场矢量平行的平面;水平面方向图(Horizontal):是指与地面平行的平面内的方向图;垂直面方向图(Vertical):是指与地面垂直的平面内的方向图。
当天线为垂直极化时,H面近似为水平面,E面近似为垂直面,如果天线为水平极化则情况正好相反。
E面图和H面图只是描述了天线的功率密度的分布情况,但不能定量的反映天线的主要特征。
为了更好的描述天线的方向图,常使用半功率波束宽度、副瓣电平、前后比、第一上副瓣抑制、第一下零点填充等都是描述方向图特征的指标。
2、波瓣:零功率点波瓣宽度:主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。
半功率点波瓣宽度:在E面或H面的等距线上,主瓣最大值两边场强等于最大场强的0.707倍(或一半功率密度)的两辐射方向之间的夹角。
副瓣电平:在E面或H面的等距线上,副瓣最大值与主瓣最大值之比,通常用dB表示。
后瓣:与主瓣相反方向上的副瓣。
前后比:等距线上,主瓣功率密度最大值和后瓣功率密度最大值之比(dB)在实际应用中由于天线的上副瓣信号不能起到覆盖的作用,且常常造成越区覆盖的问题,所以我们会想方设法抑制这个方向上信号的发射,而一般与主瓣方向夹角较小的第一上副瓣的功率密度最大,影响最坏,所以我们以对它的抑制为考察指标:第一上副瓣抑制(FirstUpper Side Lobe Suppression )。
中短波天线常用参数
中短波天线常用参数一、中短波天线的概述中短波是指频率在531—2690千赫之间的无线电波频段,广泛应用于广播、电视、通信等领域。
中短波天线是用于发射和接收中短波无线电信号的设备,是中短波通信系统的重要组成部分。
根据不同的应用场景和传输要求,中短波天线有多种类型,如线天线、面天线、单极天线、双极天线等。
中短波天线的性能指标直接影响到无线电信号的传输质量,因此在选择和使用中短波天线时,需要了解其常用参数。
这些参数主要包括辐射场强、覆盖范围、增益、输入阻抗、驻波比等。
二、中短波天线常用参数1.辐射场强辐射场强是指中短波天线在辐射无线电信号时所形成的电场强度。
场强越大,传输质量越高,接收效果越好。
通常,辐射场强的大小取决于天线的发射功率、天线增益和天线的工作频率。
2.覆盖范围覆盖范围是指中短波天线的有效作用距离。
覆盖范围与天线的场强、地球曲率、大气条件等多种因素有关。
在设计覆盖范围时,需要考虑通信系统的传输质量要求和成本等因素。
3.增益增益是指中短波天线在特定方向上的辐射强度与理想无方向性天线在相同输入功率下最大辐射强度的比值。
增益反映了天线定向传播的能力,增益越高,信号越集中,传输距离越远。
4.输入阻抗输入阻抗是指中短波天线输入端的等效阻抗,它与天线的导纳共同决定了天线的工作状态。
输入阻抗的大小直接影响到信号传输的效率和质量,因此在实际应用中需要将天线的输入阻抗匹配到发射机输出阻抗上,以减小信号损耗和提高传输效率。
5.驻波比驻波比(VSWR)是指中短波天线输入端的电压最大值与电压最小值之比,反映了天线与发射机之间的匹配程度。
理想情况下,驻波比为1:1,表示天线与发射机完全匹配。
如果驻波比过大,则说明天线与发射机之间的匹配不良,会导致信号传输效率降低和功率损耗增加。
因此,在实际应用中需要对驻波比进行监测和控制,以确保信号传输的稳定性和可靠性。
综上所述,中短波天线常用参数包括辐射场强、覆盖范围、增益、输入阻抗和驻波比等。
中短波天线基本知识讲座
中短波天线基本知识讲座毛旭辉一、天线的基本情况1.天线的发展最早是麦克斯韦尔根据前人的经验,如安培定律、基尔霍夫方程,提出了一个位移电流的概念,从而引出麦氏方程,推断存在电磁波。
也就是变化的磁场产生变化的电场,变化的电场又产生变化的磁场,这样不断地从中心向外传播。
在1887年,赫兹通过实验证实这一推断。
从而带来了一系列的实用研究,马可尼于1901年利用偶极子天线进行无线电传输。
到现在马可尼公司还活跃在世界无线电舞台上。
天线从简单的偶极子天线,发展到目前不同频段、不同形式的线天线、面天线,而用于不同部门,如雷达天线、广播电视天线、微波通讯天线等等,只要把有用的信息有效地向空间辐射出去而不引起自身出现问题的物体都可以认为是天线。
2.天线的作用由于天线的互易性,把天线可以当成一个四端网络,输入——输出,也可接受信号,通常天线就是将发射机输出的射频信号变成电磁波辐射出去,同时也可以作为接收电磁波信号传到专用的接收机,使我们能够发射、接收广播电视节目。
3.中短波广播频段的划分根据国际无线电联盟ITU在92年确定的WAC92短波频段是:3.2MHz—3.4MHz, 3.9MHz—4.0MHz,5.005MHz—5.06MHz,5.90MHz—6.20MHz,7.1MHz—7.35MHz, 9.4MHz—9.9MHz,11.6MHz—12.1MHz,13.57MHz—13.87MHz, 15.1MHz—15.8MHz,17.48MHz—17.9MHz,18.90MHz—19.02MHz,21.45MHz—21.85MHz,25.67MHz—26.10MHz这些为专用的广播频段,但我们常用一些带外频率,这样的播出效果也非常好,尽管接收场强比较低,但效果非常好。
但国际都有这方面的限制,不是可以随便使用的。
中波是526.5KHz—1606.5KHz。
由于9 KHz邻频间隔,实际上中波从531KHz—1602KHz共120个频率,因此中波频率资源非常紧张,特别是大功率广播覆盖上经常是选择一个频率要做许多工作,因为在大功率中波的覆盖范围内,都只能有一个广播声,如果说地方想使用,这频率就会互相干扰,而大功率覆盖范围广,所以选择一个频率是非常难的。
天线知识培训
天线知识培训一、天线基本原理天线是无线通信系统中的重要组成部分,负责将电磁波传输和接收。
天线能够将电流元转换为电磁波,或者将电磁波转换为电流元。
其基本原理基于电磁波的传播和辐射。
二、天线类型与用途1. 按照工作频段:可分为超长波、长波、中波、短波、超短波以及微波等类型。
2. 按照方向性:可分为全向和定向天线。
3. 按照增益:可分为无源和有源天线。
4. 按照结构:可分为线天线和面天线。
不同类型的天线有不同的用途,例如长波天线用于通信和导航,短波天线用于电报通信和广播,超短波天线用于电视、雷达和移动通信等。
三、天线参数与性能1. 阻抗:天线的输入阻抗应与信号源的输出阻抗相匹配,以实现最佳传输效果。
2. 方向图:表示天线接收和辐射电磁波的方向和强度。
3. 增益:表示天线辐射或接收电磁波的能力,与天线的尺寸、形状和材料有关。
4. 带宽:表示天线的工作频率范围。
5. 极化:表示电场矢量的方向,影响着天线的性能。
四、天线辐射与传播天线的辐射原理是将电磁能转化为向空间发散的电磁波,或者将空间中的电磁波转化为电流元。
电磁波在传播过程中受到各种因素的影响,如空气阻力、地面反射等,形成不同的传播模式。
五、天线材料与工艺天线的材料和工艺对其性能有着重要影响。
常用的天线材料包括铜、铝、铁等金属材料,以及塑料、陶瓷等非金属材料。
工艺方面,需要考虑天线的精度、防腐、防水等因素。
六、天线设计与优化天线的设计过程需要考虑诸多因素,如阻抗匹配、增益、方向图、极化等。
现代计算机辅助设计软件的应用使得天线的优化设计成为可能,通过对天线结构、尺寸和材料等因素的调整,可以得到最佳的性能表现。
七、天线测量与调试天线的性能需要通过实际测量来评估。
测量内容包括阻抗、方向图、增益、极化等。
一旦发现性能不佳,需要进行调试,调整天线的结构、尺寸或工作参数等,以实现最佳性能。
八、天线干扰与防护天线在使用过程中可能会受到各种干扰,如其他电磁波的干扰、雷电的袭击等。
短波通信天线介绍课件
天线材料与结构
总结词
天线材料和结构对天线的性能和可靠性有着 至关重要的影响。
详细描述
在选择天线材料时,需要考虑其电气性能、 机械强度、耐腐蚀性以及成本等因素。常见 的天线材料包括铜、铝、钢等金属以及复合 材料。此外,天线的结构设计也需要充分考 虑其电气性能、机械性能以及安装和维护的 便利性。合理的结构设计可以提高天线的稳
水平极化天线在短波 通信中应用广泛,尤 其在广播和移动通信 领域。
水平极化天线通常用 于地面通信,其优点 是抗干扰能力强,传 输距离远。
垂直极化天线
垂直极化天线是一种短波通信天 线,其辐射方向在垂直面内。
垂直极化天线通常用于移动通信 和广播,其优点是结构简单、成
本低。
垂直极化天线在短波通信中应用 广泛,尤其在移动通信和广播领
宽带化技术
研究宽带化技术,提高短波通信天线的带宽,实现高速 数据传输。
抗干扰与保密性能提升
抗干扰技术
采用抗干扰技术,如滤波器、均衡器等,降低外部干扰对通 信质量的影响。
保密性能提升
加强天线加密技术和信号处理算法的研究,提高短波通信的 保密性。
THANKS
感谢观看
航空领域可以利用短波通信实 现飞机与地面之间的无线电导
航和语音通信。
海洋通信
在海洋环境中,由于卫星信号 覆盖不足,短波通信成为实现
远距离通信的重要手段。
应急通信
在灾害或紧急情况下,短波通 信可以快速部署,为救援队伍
提供可靠的通信保障。
CHAPTER
02
短波通信天线种类
水平极化天线
水平极化天线是一种 短波通信天线,其辐 射方向在水平面内。
02
背射天线通常用于增强信号传输质量和距离,其优 点是传输效率高、抗干扰能力强。
天线培训资料
天线培训资料一、天线的基本概念天线,简单来说,就是一种用于发射和接收无线电波的装置。
无论是我们日常使用的手机、无线网络,还是广播电视、卫星通信等,都离不开天线的作用。
天线的主要功能是将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。
也就是说,它在发射时能将电信号转换成电磁波辐射出去,在接收时能将电磁波转换成电信号。
二、天线的分类天线的种类繁多,常见的分类方式有以下几种:1、按工作频段划分短波天线:工作在 3MHz 到 30MHz 频段。
超短波天线:工作在 30MHz 到 3000MHz 频段,例如我们常见的移动通信基站天线。
微波天线:工作在 3000MHz 以上频段,常用于卫星通信、雷达等领域。
2、按方向性划分全向天线:在水平方向上均匀辐射,例如室内的无线路由器天线。
定向天线:具有较强的方向性,将能量集中在特定方向上辐射,比如卫星电视接收天线。
3、按极化方式划分线极化天线:又分为水平极化和垂直极化,手机天线通常是线极化天线。
圆极化天线:分为左旋圆极化和右旋圆极化,在卫星通信中应用较多。
4、按用途划分通信天线:用于各种通信系统,如手机基站天线、卫星通信天线等。
广播天线:用于广播电视发射。
雷达天线:用于雷达系统,探测目标的位置和速度等信息。
三、天线的参数了解天线的性能,需要关注以下几个重要参数:1、频率范围这是天线能够有效工作的频段。
不同的应用需要不同频段的天线,例如 5G 通信需要特定频段的天线来支持高速数据传输。
2、增益天线增益表示天线在特定方向上辐射或接收电磁波的能力。
增益越高,信号在该方向上的传播距离越远,但覆盖范围可能会变窄。
3、方向性描述天线辐射或接收电磁波的方向性特性。
方向性好的天线可以减少干扰,提高通信质量。
4、输入阻抗天线与传输线之间的匹配程度由输入阻抗决定。
如果阻抗不匹配,会导致信号反射,降低传输效率。
5、驻波比用来衡量天线与传输线之间的匹配程度。
中短波天线
2.直立桅杆天线—用于MF/HF波段 高频绝缘子。它位于天线底座, 用于支撑天线,要求其绝缘成度 要高。 桅杆。它是底部绝缘的空心桅杆, 高频电流沿外表面流到顶部,辐 射高频能量,内表面没有高频电 流。 加顶电容圈。起加顶作用,从而 达到抵消天线感性电抗成分的目 的。 拉索。起固定天线作用。
IO一定, Rr↑→ PO ↑(天线上各点电流是不均匀 → Rr不同)
二、船舶常用中短波天线的种类
1.T型和倒L型天线—装卸货不方便(用于MF/HF波段) 组成:由垂直天线和水平顶线构成。
天线加顶→提高天线的有效长度→ Rr↑。
单根T或倒L型天线效率低→采用多根水平导线→提 高辐射效率。
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绝缘子检查也是关系到天线能否正常工作的重要环 节。如天线底座绝缘子经常处在高强度,在大风浪中容 易破损,一旦破损天线可能就会短路而无法正常工作, 甚至损坏设备。又如高压绝缘子、拉索绝缘子经过长 期的海上运行,可能会老化、破损,出现这种情况应 及时更换。 船舶装卸货后,架设在桅杆上的T型和倒L型天线可 能要卸下和挂起,这对天线的状态也会产生影响,因 此要认真检查与调试,保证其处于正常的工作状态。 此外,天线与电缆馈线的连接处要保持清洁,对于有 源天线,在检修之前还有先关闭电源,防止触电,保 证安全。天线的维护和保养是一项经常性的工作,船 舶通信人员应引起重视。
3.6 船舶常用中短播天线
一、天线的基本概念 1.含义:辐射和接收电磁波的装置,是一种能量转换器。 2.特点 ①互易性,收发互换。 ②方向性。 ③效率: PO PO ηA = ———— = ———— < 100% Pi PO+Pn Pn—天线损耗电阻消耗的功率
④等效电阻 PO Rr = —— IO2
中、短波广播接收天线的配置和使用.doc
中、短波广播接收天线的配置和使用作者:董涛来源:《大陆桥视野·下》2013年第01期摘要天线是一种高频电能与电磁波能的转换器,是无线电通信系统重要的前端器件,其本身的质量直接影响着无线电系统的整体性能。
本文阐述了中、短波广播接收天线的使用与监测工作的内在联系,对原有监测台和新建监测台各种天线的技术特点进行了比较,阐述了天线的使用方法和注意事项。
关键词天线广播监测电气特性天线使用一、前言监测台使用接收天线的目的,是通过接收天线的技术特性的运用达到预期的效果,使接收信号最强,降低干扰,从而提高信噪比。
因此,天线性能的好坏,直接关系到监测工作完成的质量,同时,科学、合理的使用天线,对更好地完成监测工作、提高监测工作的效率同样具有重要的作用。
二、监测任务与天线选择接收中、短波段广播电台的信号是监测台的基本任务之一,按要求分别进行如下工作:广播效果的评估;播出质量的监听;发射特性的测量;境外电台广播动态的监测;频谱监测。
根据各项监测任务的不同要求,监测台需配置不同形式的接收天线。
进行播出质量的监听和发射特性的测量,要求有足够强的接收信号,便于判别播出异态和避开同频道上其他发射机的干扰,以便准确测量发射机的发射特性(调幅度、频偏容限度)。
进行境外电台广播动态的监测,也同样需要足够强的接收信号,对电台的归属进行辨别,特别是对一些弱信号电台,尽可能通过高性能天线,提高信号强度,对确保准确、及时地发现频率的变化具有重要作用。
进行上述项目的监测,要求接收天线具有方向性强、增益系数高的特点。
评估广播效果则需要用全向天线接收信号。
因为,广播宣传的服务对象是广大的普通听众,而普通听众使用的是民用接收机,若使用监测台强定向、高增益的天线接受的电台信号,不能准确反映收测地区实际的广播效果。
因此,应用最接近民用接收机收听效果的全向天线来评估广播的实际效果。
频谱监测主要是掌握监测台所在地区上空的中短波波段的频谱负荷情况,需要同时比较来自不同方向的电台信号在接收地区的强弱程度,要用全向天线来客观评定各频道的负荷程度。
天线基本知识及应用系列讲座
天线基本知识及应用--系列讲座表征天线性能的主要参数有方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化方式等。
天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波,天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。
天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。
匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,使用那一个纯出于习惯。
在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。
一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。
驻波比:它是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间。
驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。
在移动通信系统中,一般要求驻波比小于,但实际应用中VSWR应小于。
过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大,影响基站的服务性能。
回波损耗:它是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示。
回波损耗的值在0dB的到无穷大之间,回波损耗越大表示匹配越差,回波损耗越大表示匹配越好。
0表示全反射,无穷大表示完全匹配。
在移动通信系统中,一般要求回波损耗大于14dB。
天线的极化方式所谓天线的极化,就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性,决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流,极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减,而垂直极化方式则不易产生极化电流,从而避免了能量的大幅衰减,保证了信号的有效传播。
因此,在移动通信系统中,一般均采用垂直极化的传播方式。
另外,随着新技术的发展,最近又出现了一种双极化天线。
就其设计思路而言,一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式,性能上一般后者优于前者,因此目前大部分采用的是±45°极化方式。
天线的基本知识PPT培训课件
则在距建筑物1000米以内,接收信号的场强都将受到影响,因而有不同程度的减弱。也就 是说,频率越高,建筑物越高、越近,影响越大。相反,频率越 低,建筑物越矮、越远,影响越小。
“扇形覆盖天线 ” 将在接收机中有8mW功率
当导线的长度增大到可与波长相比拟时,导线上的电流 就大大增加,因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著 辐射的直导线称为振子。
天线可视为一个四端网络
同轴线变化为天线
3.1 对称振子
两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一 波长。全长与波长相等的振子,称为全波对称振子。将振子折合 起来的,称为折合振子。
由于大气层对超短波的折射作用,有效传播直视距离为 AB=4.12 (√HT+√HR)(公里)
A
RT
发射天线高HT
O'
RR B
接收天线高HR
2.2 电波的多径传播
电波除了直接传播外,遇到障碍物,例如,山丘、
森林、地面或楼房等高大建筑物,还会产生反射。因此,
①利用电视品牌,终端展示材料,进行普遍宣传,使产品信息迅速传播;
1.5 极化损失
当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时, 在接收过程中通常都要产生极化损失,例如:当用圆极 化天线接收任一线极化波,或用线极化天线接收任一圆 极化波时,都要产生3分贝的极化损失,即只能接收到 来波的一半能量;
当接收天线的极化方向(例如水平或右旋圆极化) 与来波的极化方向(相应为垂直或左旋圆极化)完全正 交时,接收天线也就完全接收不到来波的能量,这时称 来波与接收天线极化是隔离的。
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中短波天线基本知识讲座毛旭辉一、天线的基本情况1.天线的发展最早是麦克斯韦尔根据前人的经验,如安培定律、基尔霍夫方程,提出了一个位移电流的概念,从而引出麦氏方程,推断存在电磁波。
也就是变化的磁场产生变化的电场,变化的电场又产生变化的磁场,这样不断地从中心向外传播。
在1887年,赫兹通过实验证实这一推断。
从而带来了一系列的实用研究,马可尼于1901年利用偶极子天线进行无线电传输。
到现在马可尼公司还活跃在世界无线电舞台上。
天线从简单的偶极子天线,发展到目前不同频段、不同形式的线天线、面天线,而用于不同部门,如雷达天线、广播电视天线、微波通讯天线等等,只要把有用的信息有效地向空间辐射出去而不引起自身出现问题的物体都可以认为是天线。
2.天线的作用由于天线的互易性,把天线可以当成一个四端网络,输入——输出,也可接受信号,通常天线就是将发射机输出的射频信号变成电磁波辐射出去,同时也可以作为接收电磁波信号传到专用的接收机,使我们能够发射、接收广播电视节目。
3.中短波广播频段的划分根据国际无线电联盟ITU在92年确定的WAC92短波频段是:3.2MHz—3.4MHz, 3.9MHz—4.0MHz,5.005MHz—5.06MHz,5.90MHz—6.20MHz,7.1MHz—7.35MHz, 9.4MHz—9.9MHz,11.6MHz—12.1MHz,13.57MHz—13.87MHz, 15.1MHz—15.8MHz,17.48MHz—17.9MHz,18.90MHz—19.02MHz,21.45MHz—21.85MHz,25.67MHz—26.10MHz这些为专用的广播频段,但我们常用一些带外频率,这样的播出效果也非常好,尽管接收场强比较低,但效果非常好。
但国际都有这方面的限制,不是可以随便使用的。
中波是526.5KHz—1606.5KHz。
由于9 KHz邻频间隔,实际上中波从531KHz—1602KHz共120个频率,因此中波频率资源非常紧张,特别是大功率广播覆盖上经常是选择一个频率要做许多工作,因为在大功率中波的覆盖范围内,都只能有一个广播声,如果说地方想使用,这频率就会互相干扰,而大功率覆盖范围广,所以选择一个频率是非常难的。
4.天线的主要参数①方向图通常的方向图是水平360º垂直0º--90º,距离在5—10λ的场强值图。
见图1图1 天线方向图方向图实际都是理论计算得出的,但要得实际上方向图是比较困难,需要用直升飞机载场强仪在不同的测试点,不同的高度的测试点测出后画出一个立体的方向图。
在实际中我们只考虑仰角为1º--2º距离在5—10λ的场型,它不是一个真的场型,但是它能够判断天线的主向是否正确。
②方向系数、效率、增益方向系数D是无方向天线在最大产生的场强和实际天线同样功率在最大方向产生的场强之比。
32效率η是天线辐射功率和输入功率之比。
增益ε=η.D,相对于半波对称振子天线的增益ε=η.D/1.64③天线阻抗所有的天线调配就是天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗一致,使能量都能通过天线辐射出去,驻波比对中波应小于1.1,对短波应小于1.54,而行波系数k与驻波系数ρ的乘积为1。
④极化极化只是一个理论概念在实际使用中对我们来说意义不是很大,一般来说短波水平阵子天线都认为是水平极化,而中波垂直阵子天线一般认为是垂直极化,极化是E场的指向为标准,水平指向就水平极化,垂直指向就垂直极化,而在一定周期内与传播方向垂直面内其端点轨迹是一个圆。
就是圆极化。
5.信号的传输这里的传输是无线电波的传输,广播信号是怎样传到覆盖服务区的,主要有两种:一个是地波传输,以大地或海洋为介质传输,一种是以电离层为反射面反射到远的服务区。
①地波传播地波传播主要指中波,传输的范围在200—300公里,不同介质也就是不同的地域情况传播的距离是不一样的。
利用地导系数、介电常数来计算传输的距离和场强,这里我给出一些经典的数据,频率1K H z,功率1Kw,无方向,北方干土10km 72 dB 南方湿土10km 87dB20km 58dB 20km 78dB100km 27dB 100km 51dB可以根据覆盖范围来设计频率、功率、天线。
②天波传播天波传播的形式见图2在地球的表面,由于多方面的影响,主要是太阳的影响形成一个稳定的电离层,电波通过电离层反射到达服务区。
如图电离层分为D层约60 公里高,E层约100公里高,F1层约200公里高F2层约300公里图2 天波传播图高。
大家一定会问为什么中波不能在白天进行天波广播,而只能在晚上,而短波在白天晚上都可以。
这主要是中波在D层被吸收无法达到远的地方,而短波可以穿透D层而到F1层、F2层进行较远距离的传播,有时还通过2跳、3跳传输到上万公里。
对于天波远距离传输、天线辐射仰角低,下层振子离地高。
如果近距离、天线辐射仰角高,下层振子离地低。
通常天线选择挂高是1.0λ、0.5λ、0.25λ。
③衰落区所谓的衰落区是该区域的地波传播和天波信号一样强,而无法收到清晰的信号,一般都是发生在中波广播,在设计时就要考虑对服务区采用什么方式覆盖,是否造成衰落区正好在服务区,这一般在工程开始时就设计好,以免建起来后再出现这样的问题,造成不必要的损失。
二、中波天线中波天线由许多种形式,我们现对一些常见的形式进行介绍:1.单塔天线单塔天线从结构上对于不同功率的天线采用不同的形式,半米边宽正三角形截面,76米高多用于10千瓦左右的发射功率,一米边宽正三角形截面、用于150米高以下,100-300千瓦功率,1.5米边宽正三角形截面(更大高度或加笼子)用于功率600千瓦以上发射功率或150米高,拉线用的绝缘架也多,受的拉力也大,底座绝缘子的瓷长长、塔底电压高。
电气上①场型图单塔天线的水平场型图是无方向的,垂直方向场型图见图33334从场型图看,水平面基本无方向,垂直方向当塔高为0.6λ的0º方向场强最大,但实际上由于覆盖、衰落区的考虑,不取最大场强值的高度,而取0.53λ或0.5λ,对于近距离天波覆盖而采用更低塔高,这样使场型的半功率角宽,有效覆盖的能量最多,地波传输是0.53λ,天波传输近距离是0.3λ左右,远距离是0.5λ左右。
但一定注意天线的高度不要选0.4λ附近,天线的辐射效果是看辐射电阻的大小,而天线的调配是看天线的输入阻抗Z in =R in +jX in ,它的图示分别是图4,图5。
从辐射电阻的图上看,0.3λ、0.4λ、0.5λ的变化不大,但输入阻抗在0.4λ都变化非常大,这样就会对天线的调配带来非常大的困难,本来输入阻抗设计可能是感性的,可实际测是容性的,调配元件就无法使用,而要重新设计,设计元器件。
因此天线的高度,天线边宽截面等都要根据实际情况来选择。
2.双塔天线场型因两塔的相位的变化而有较大的变化,见图6,但不管出现什么变化,但前后的变化不是很大,基本上不大于3:1,采用对塔天线,实际上是提高天线的增益,使前向信号增强,后向信号减弱,前后塔相距λ/4。
3.四塔天线天线的方向性更强,前后比可达到10:1以上,场型更加尖锐,半功率角在45º左右,前后塔相距λ/4,左右塔相距λ/2 。
天线的馈电方式见图7。
4.八塔天线场型更加尖锐,半功率角在30º左右,前后比大于10:1馈电方式见图8。
5.T型天线、Γ型天线这些天线用的不多,582台,552台还有这种天线。
这些天线可以看成垂直天线,加了一个水平的顶,这样就可以使天线变小,而辐射效果变化不大。
6.接地中波天线35这是一种新型天线,国内一些地方台已使用,这种天线的最好处是天线除了可以中波覆盖还可以利用塔体接地在塔上安装电视、调频天线或通讯天线。
关于它的馈电,我们可简单地认为它是一个接地的电感线圈,像反射塔那样。
馈电如图9。
图9 接地中波天线的馈电方式7.中波地网为了有效地将地面感应的电流返到塔底形成一个回路,因此要修一个较好的地网。
同时地网也是塔的防雷接地的接地体,接地电阻值与辐射效率有关。
由于趋肤效应,一般地网的埋深在300—500mm,对于未征用的耕地,考虑耕地的需要,地网的埋深可以达到700mm,地网埋设是按对称放射状分布,以塔中心为中心每隔3度布一根,长度约λ/2,共120根,对二塔、四塔、八塔交叉的地网线要焊接在一根较粗的铜线上。
地网要与机房通过馈线的接地线、调配室的高频接地连接起来,共同起作用。
二塔地网见图10。
地网有一个特点,当塔高为λ/2时,地网的长度增加对天线的增益影响不大。
因此在征地困难时,地网可以只铺设0.3λ。
8.中波馈线中波馈线的选择主要是根据功率来选择不同的阻抗的馈线。
100kw等级一般选择230Ω(见图11)或150Ω的馈线,像50kw采用80mm50Ω的电缆,200kw—1000kw选择75Ω(见图12)或50Ω的馈线,更大功率则选3637择37.5Ω。
阻抗越低调配起来越不容易。
10kw也有采用37mm的50Ω电缆,馈线当高差小于0.5米时,就不要加调整节,按自然地势安装。
馈线的高度一般取离地4米,这样比较安全,馈线下经过的人、车不会撞上馈线。
9.调配元件及调配调配元件的选择实际有两个方面的考虑,一个是容量,一个是耐压,不管是电感线圈还是电容,达到这两个要求就可以做到。
另外用瓷饼电容还是真空电容,从维护和调试方便来说是真空电容好,但造价较高。
调配室一定要配备接地开关,这是保护进调配室人员的安全,另一个要有接地钩,是为了电容器放电。
调配室的屏蔽铜皮和接地都要连接好。
天线的调试主要是两个方面:一个是场形、前后比。
通过调反射塔的线圈的短路圈数,得到不同的前后场强值,最后选择合适的圈数,使前后比最大。
第二是阻抗匹配对于单塔和对塔天线,只要将天线与馈线调配阻抗一样,驻波比小于1.1即可。
对于四塔、八塔天线需要反复几次调配,这是塔之间的互阻抗变化而影响已调好的天线阻抗又发生了变化,也就是说1#、2#、3#、4#四个发射塔,如果1#、2#调配好后,再调3#、4#,3#、4#调配好后,1#、2#的输入阻抗会变化,需要再细调,这样反复几次,就可以调好分馈线,再在主调室调好分馈线与主馈线之间的匹配,再在发射机输出端测一下驻波比。
如不合适再微调一下主调试的元件。
通过这样就可以调配好天线。
10.双频共塔双频共塔在大功率广播采用不多,国外最大用于200kw,国内一般都低于50kw,多用于1 kw,10 kw。
如491台50 kw×2,916台10 kw×2,582台10 kw×2。
如果采用双频共塔而达到了播出效果,又节省了天线场地,对低功率广播是非常有益。
但在使用中要注意几个问题:①两个频率差别不要太近,也不要太远,在1.3倍左右。