调频广播的天馈系统

调频广播的天馈系统

一调频广播的覆盖特点

我国调频广播使用的频段是87——108ΜΗz,属甚高频频段.由于频率较高，沿着地面传播的地波衰减太快，不能形成服务区;向天空辐射的电波则穿透所有的电离层，一般也不能被反射回地面，即也没有天波,因此，调频广播如同Τv广播一样，是靠空间波来进行覆盖的。其电波的传播遵从‘‘反射定律’’即在接收点的场强是天线发射的直射

波与经地面反射后到达的反射波的合成场强。调频广播的覆盖范围一般只能在发射天线的视距D之内：

（式1）

式中：(H T)___发射天线中心离地面的高度（m）:H R--接收天线离地面的高度（m）。在视距之外（阴影区内），电波的传播遵从，绕射定律。由于甚高频电波的绕射能力很差，绕射场强将急剧衰减，基本上也不能形成服务区。为了增加电台的服务半径，除可增加有效辐射功率，更重要的是通过提高发射天线离地面的高度（HT）来实现。所以调频天线一般不是安装在高塔上，就是安装于高大建筑物的楼顶.但HT 的高度也受到一定条件的限制，一是高塔的造价较高，二是

不允许引起对其它调频台的同（邻）频干扰。应该说，一个调频台的有效辐射功率(ERP)及发射天线的高度(HT)和使用的频率一样、都要得到频率主管部门的批准，或者说，在作调频广播规划时、ERP和HT两者一起考虑。

调频广播在我国可按电台的要求选用水平极化波、垂直极化波或者圆极化波。因为一套调频广播节目所占用的频带相对较窄，调频天线的频带可以做的较宽。所以当一个电台需要播出几套调频节目时、往往通过一个多工器，用一副天线完成多套节目的发射、这也是人们常说的一塔多频、或双频供塔。在实现一塔多频的基础上应当对该天馈线系统的带宽及功率容量提出相应的要求。

二、常用的几种调频天线

调频广播电台可以根据自己的的节目套数带宽、发射机的功率、天线极化方式、塔高及其结构尺寸等条件、以及覆盖范围的要求、选用不同形式的发射天线。目前对小功率的调频台电气性能比较好的、比较常用的天线有以下几种。

1蝙蝠翼天线

蝙蝠翼天线无论在调频台还是TV台都普遍采用这种发射天线、其外形及馈电方式如图1--1所示。它是一种

水平极化天线，频带较宽，87---108MHZ风荷载较小、结构比较简单。它每一层都有4个振子翼相互垂直的安装在桅杆的四周形成两对正交的对称振子。

因此在水平面内它基本上是作无方向性辐射。由于铁塔的桅杆直径不大（一般在0.1--0.2λ),所以该天线的水平面方向图的圆度相当好（约1-2dB）为获得垂直面内较强的方向性、往往系采用多层的蝙蝠翼天线。其层数根据增益需要及桅杆的机械强度等因素确定。中小功率调频台一般用2--4层、多层蝙蝠翼天线的相对增益可按下式计算：

（式2）

式中：N-层数：d-层间距离（与波长入同单位一般取0.9-1.0入）

蝙蝠翼振子的馈电方式有几种图1—1-b示是其中的一种、每个振子翼都以一根特性阻杭为75Ω的分支电缆馈电、分支电缆的芯线通过一片T型的跳接铜片与振子翼的中心馈电点相接连、电缆馈电头的外导体接于桅杆之上。所有的分支电缆的另一端接功率分配器（变阻器），的输出端口，最后与主馈线相连。同一层的4个振子翼的馈电功率（电流幅值）、是相等的、但相邻的振子翼的馈电流有90度的相

位差（即采用90度旋转相位差馈电）、这是靠所用的4根分支电缆长度不同（彼此相差λ／4）来实现的。采用这种馈电方式的好处、主要是使得同一层分支电缆并联处的阻抗匹配得到改善、这是蝙蝠翼天线频带较宽的原因之一。这种天线的优点虽然很多但由于它必须安装在大型桅杆之上，也就是说安装在铁塔的顶部，若该铁塔还要安装分米波电视CCTV—UHF天线UHF--TV天线安装在它的上面或下边都会给两副天线的安装和维护造成相当大的困难。尤其是在要求两副天线的增益（层数）比较多、功率比较大的情况下一般把调频天线改为其它形式、如双偶极子天线。

2双偶板极天线

如图2-1所示双偶极板天线由平行的相距入／2的两对半波偶极子及反射扳组成。半波偶极子的材料为铝合金或不透钢管。中间有聚四氟乙稀绝缘，并带有玻璃钢保护盖。反射扳由镀锌钢管或不透钢管焊接而成，以减少天线的风荷。由于振子后面的反射扳的作用、双偶极扳天线是一种有较强方向性的天线、其方向图如图2-2示。其半场强角宽度均为90度左右，因而可通过四面组合安装在铁塔的四个则面，采用偏置及90度相差馈电的方式，获得较好的水平面无方向性的方向图（圆度∠3dB），阻抗匹配方面也得到很好的改善。当然也很容易通过不同面数的组合在不同方向安

装不同数量的双偶极子扳天线单元、得到各种需要的水平面方向图。同时双偶极扳天线视其安装方式可作为水平极化天线或者作为垂直极化天线使用。这就是这种天线得以普遍采用的，尤其在大中型TV和FΜ塔上多被采用的原因。

调频偶极扳天线单元的主要参数

1、工作频带——87-108MHZ

2、极化——水平或垂直

3、输入阳杭——50

4、驻波比——≤1.15(在整个频带）

5、增益：7.5dB

6、输入接头：L27 L36 LF45（7/8ELA）

7、功率容量：≤2.5KW

3单偶极子天线

单偶极子天线是一种简易的垂直极化天线。可以用在整个调频广播的频段、如图3—1所示，一个天线含有一对半振子及其馈电系统（带平衡转换器）均用铝合金管做成。

通常是在垂直方向、（振子轴线方向）方置2个或4个这样的单偶极子，加上它们的支撑物（钢管）构成一副调频天线。它辐射的是垂直极化波。由于可通过安装多层天线单元，（层距一般为0、7--0、8λ）、从而在垂直面内获得较强的方向性，因而天线可以有相当的增益：在水平面内侧基本是作无方向性的辐射。但是因受其支持物钢管和铁塔的本身的影响其水平面方向图不可能是理想的圆。单偶极子天线的输入阻抗50Ω，也是采用50 Ω的分支电缆及相应的功分器给各个天线单元馈电。单个天线单元的驻波比≤1，25（整个调频段）、不如调频双偶极扳天线好、但因其价格较低_、容易安装、通常用在一些节目套数少、小功率的调频台、单偶极子天线在出厂之前、可根据用户的具体工作频率将其驻波比调的更好一些（如达到SWT≤1、15）。因此此类天线的实际使用效果是不错的。

三、功率分配器

功率分配器(简称公分器)的作用是将输入功率按一定比例(通常是相等地)分配到它的各个输出支路端口、同时在输入及所有输出端口都与所接馈线的特性阻抗保持极好

的阻抗匹配。功分器由一组同轴的阻抗变换线及其相应的输入、输出接口(接头)组成。这是因为功分器的输入一般为

50Ω、而输出端并联后的阻抗因端口的数量及所接分支电缆