有线电视技术 (3)

2. 工作频带 满足天线各种性能规定参数的频率范围称为天
线工作频带或带宽，它与天线的结构及接收的频段 有关。半波折合振子天线的工作频带在VHF频段约 40～60MHz，可适用接收5～8个电视频道。对于单 频道天线一般要满足8MHz带宽。
3. 天线增益 天线增益分为相对增益和绝对增益，一般接收天
线的增益是指相对增益，它代表了天线接收信号的能 力或灵敏度，用dB为单位，数越大增益越高。天线 增益与振子单元数有关，天线单元数越多，增益也越 高。另外，天线增益与接收频带宽度有关，频带越宽， 增益越低。
发射与接收之间除距离外，还有信号场强的问题。 场强是电场强度的简称，它是衡量电磁波强度的一个 物理量。在有线电视系统中，接收场强的单位是μV/m， 我国规定用1μV/m为基准，定为0dB，因此当场强用 dB值表示时，单位为dBμV/m，有时简称dB。
图2.1电视信号的传播
在实际情况中，由于直射波和地面反射波叠加作 用，会使信号场强出现峰点与谷点。在距离电视发射 天线较近的地区，接收天线架设高度并不是与信号场 强成正比，而是有一个最佳高度，用公式表示为：
2.1 地面电视广播的接收天线 2.1.1 无线电波传播的特点
无线电波的波长不同，传播途径、传播特性也不相同。 电视广播使用的频段为VHF、UHF、SHF，发射的信号是 上述频段内的射频调制信号。
1. 电磁波极化方向 电视台将调制放大后的射频信号通过发射天线转
换为电磁波辐射到空间，向四周传播。电磁波的极化 方式分线极化和圆极化，而线极化分为垂直极化和水 平极化。圆极化又分左旋极化和右旋极化。在传播过 程中，电磁波是以电场矢量的取向作为波的极化方向， 并以地面作为参照面。我们将电场方向与地面平行的 电磁波称为水平极化波，而电场方向与地面垂直的电 磁波称为垂直极化波。接收天线在架设时要根据电磁 波的极化方向相应设置，即对于水平极化波在接收时 要将天线水平设置，而垂直极化波在接收时要将天线 垂直设置。
图2.4 UHF频段用八木天线外型图
2．1．3接收天线的技术参数 天线的性能是影响电视信号接收质量的一个重要
因素，其主要的技术参数有：输入阻抗、工作频带、 天线增益及方向性等。
1. 输入阻抗 天线与馈线相连的两个端点称为天线的输入端。天
线输入端上的信号感应电压与电流之比为天线的输入 阻抗。基本半波振子天线的输入阻抗约为75Ω，半波 折合振子天线的输入阻抗为300Ω。
4. 天线的方向性 接收天线的方向性是指天线接收不同方向传来的
电磁波所具有的能力。 天线的方向性常用半功率角来表示。半功率角是
指比引向器方向最大灵敏度低3dB之点的夹角θ。如图 2.5所示。
方向性保护一般指前后方的增益比，用dB表示， ຫໍສະໝຸດ BaiduB数越大表明天线方向性保护越大，天线定向接收性 能就越好，抗干扰能力就强。
图2.5 天线的半功率角
2．1．4接收天线的选择与安装 (一) 有线电视系统对接收天线的要求
为保证有线电视系统的接收质量，要求接收天线具 有良好的电气性能、机械强度和安全保证。
(1) 接收天线要有较高的增益，以提高系统的接收 质量；有较好的方向性，以提高系统接收的干扰能力； 有良好的阻抗匹配特性，以减少反射干扰。
2. 电磁波在空间的传播 无线电波的传播途径有地面波、空间波和天波，
电视广播所用频段均划在超短波以上，因此电视信号 主要由空间波来传播，属于视距传播。如图2.1所示。
图2.1中h1表示发射天线高度，h2表示接收天线高度， 发射与接收之间的距离为Ｄ。可用近似的公式来表示
D 4.12( h1 h2 ) km
架设接收天线用竖杆有多杆式、单杆式和铁塔式。 单杆式竖杆的高度通常在6～12m，一般由Φ40～Φ80mm的 圆形镀锌钢管构成，包括竖杆、横杆、拉绳和底座。 单 杆式竖杆通常固定在建筑物顶上，底座要位于承重梁上， 其常见结构如图2.6所示。
图2.2八木天线的基本结构
1. VHF频段的接收天线 VHF频段分为Ⅰ、Ⅱ波段，即VL：１～5频道，VH：
6～12频道。在有线电视系统中通常采用方向性较强而频 带较窄的八木天线及所组成的天线阵作为接收天线。其 外观及结构如图2.3所示。
图2.3(a)所示的是五单元天线，通常用于1～5频道 及调频广播的接收。图2.3(b)所示的是十单元天线，如 减去两个引向振子即为八单元天线，八单元或十单元天 线通常用于6～12频道的接收。
(2)接收天线的结构、材料要满足一定的机械强度 要求，以提高天线抗风、抗冰负荷、防腐蚀等能力。
(3)接收天线要有安全的防范措施，例如，避雷击 要符合国家有关建筑防雷设计中的相关规定。
(二) 接收天线及竖杆的安装 天线一般是架设在楼房顶上，如果安装在非楼房地区
，就需要单独立杆、建塔等。天线架设点在选择时应远离 高压输电线、广播线以及电气设施，以保证安全和避免引 进电磁干扰。 1. 竖杆的安装
h2
D 4h1
式中，hλ—1——接—收发电射视天频线道高波度长(m()m；)； D——发射天线与接收天线之间距离(m)。
2．1．2接收天线的种类 天线的结构形式有多种，如八木天线、对数周期天线、
环形天线等。在有线电视系统中最常用的是八木天线，它 实际上是由一个有源振子作为主振子和若干个无源振子组 成的定向天线。这种天线具有增益较高，结构简单、安装 方便等特点。其基本结构图如图2.2所示。
图2.3 VHF频段用八木天线外型图
2. UHF频段的接收天线 UHF频段的频率范围是474～954MHz，频率高、
波长短，其信号在传播过程中对树木及建筑物等的绕射 能力较差，使得传播损耗较大。因此，接收天线的增益 及架设高度应尽可能地提高。对有线电视系统而言，接 收UHF频段通常采用15单元以上的八木天线，其外观及 结构如图2.4所示。
第二章 无线电视广播的接收
无线电视信号是指以电磁波形式传播的电视信号，它 是在发射端将音频或视频信号经过载频调制成调幅波或调 频波，然后再通过功率放大，经由天线发射出去。通常， 模拟电视信号采用将图像调幅、伴音调频并合成在同一信 号中传播；数字电视采用MPEG-2图像压缩技术。电视信号 主要包括:VHF、UHF频段发射的本地区或电视差转台的电 视节目；C波段、Ｋu波段转发的卫星电视节目；以微波传 输的电视节目等。这些都是有线电视系统的节目源。