調(diào)頻廣播天饋線基礎(chǔ)(技術(shù)能手競(jìng)賽復(fù)習(xí)2)

1、LOGO 調(diào)頻廣播天饋線基礎(chǔ)調(diào)頻廣播天饋線基礎(chǔ)1LOGO調(diào)頻廣播天饋線基礎(chǔ)v天線的基本理論v調(diào)頻天饋線v調(diào)頻多工器2LOGO天線的基本理論v天線的作用天線的主要作用是由發(fā)射機(jī)饋送來的高頻信號(hào)能量轉(zhuǎn)換成電磁波能量，并以電磁波形式向空間輻射出去，而饋線系統(tǒng)的作用則是將發(fā)射機(jī)欲發(fā)射的高頻信號(hào)能量饋送給天線。 天線可以均勻的向周圍輻射電磁波能量，也可以向特定方向的空域輻射電磁波能量。3LOGOv發(fā)射天線的視距設(shè)發(fā)射天線高度為h1、接收天線高度為h2, 由于地球曲率的影響, 當(dāng)兩天線A、B間的距離rr v時(shí), 兩天線互相“看得見”,當(dāng)rr v時(shí), 兩天線互相“看不見”, 距離r v為收、 發(fā)天線高度分別

2、為h2和h1時(shí)的視線極限距離, 簡(jiǎn)稱視距。AB與地球表面相切,a為地球半徑, 可得到以下關(guān)系式:4LOGOv將地球半徑a=6.371106m代入上式, 即有式中，h1和h2的單位為米。視距傳播時(shí), 電波是在地球周圍的大氣中傳播的, 大氣對(duì)電波產(chǎn)生折射與衰減。當(dāng)考慮大氣的不均勻性對(duì)電波傳播軌跡的影響時(shí), 視距公式應(yīng)修正為5LOGO6LOGO7LOGOv均勻傳輸線均勻傳輸線沿線的電介質(zhì)性質(zhì)、導(dǎo)體截面、導(dǎo)體間的幾何距離處處相同。特點(diǎn)：電容、電感、電阻、電導(dǎo)連續(xù)且均勻地分布在整個(gè)傳輸線上；可以用單位長(zhǎng)度的電容C0、電感L0 、電阻R0 、電導(dǎo)G0來描述傳輸線的電氣性質(zhì)；8LOGOv無損耗傳輸線的傳輸參

3、數(shù)無損耗均勻傳輸線的特性阻抗、傳播常數(shù)、波的相速度和波長(zhǎng)由傳輸線分布參數(shù)L0、C0和頻率決定。它由以下傳輸特性：9LOGO 傳播常數(shù)傳播常數(shù)j00CL與頻率成與頻率成線性關(guān)系線性關(guān)系 特性阻抗特性阻抗00CCLIUIUZ實(shí)數(shù)實(shí)數(shù) 相速度相速度001CLv 波長(zhǎng)波長(zhǎng)常數(shù)常數(shù)001vT2CLf傳播傳播特性特性10LOGO特性阻抗入射波電壓與入射波電流之比CLzIzUzIzUZ)()()()(0雙線傳輸線的特性阻抗雙線傳輸線的特性阻抗同軸線的特性阻抗同軸線的特性阻抗rDZrln1200D 為同軸電纜外導(dǎo)體銅網(wǎng)內(nèi)徑； d 為同軸電纜芯線外徑； r為導(dǎo)體間絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。11LOGO駐波系數(shù)（V

4、SWR,Voltage Standing-Wave Ration）和行波系數(shù)111K11minmaxminmaxIIUU11駐波系數(shù)駐波系數(shù)行波系數(shù)行波系數(shù)12LOGO短路線的特征短路線的特征13LOGO開路線的特征開路線的特征14LOGO調(diào)頻天饋線v垂直面波瓣下傾如果天線是按照垂直于地面發(fā)射的話，其能量的絕大數(shù)直接發(fā)射到自由空間，而不是到達(dá)用戶的接收設(shè)備上，因此，天線的發(fā)射波束必須下傾。對(duì)于大功率發(fā)射臺(tái)，其波束的下傾角度應(yīng)在1左右，小功率的發(fā)射臺(tái)下傾角更大，通常根據(jù)地形選擇在5 6 。15LOGOv零點(diǎn)補(bǔ)償為了增加天線的增益，通常采用多層天線構(gòu)成天線陣，并使各層的輻射振子的饋電電流的幅值相等

5、。天線陣傾角處的輻射為零，稱為零輻射角n，這個(gè)地帶直射波場(chǎng)強(qiáng)很弱，達(dá)不到良好接收，為了使零點(diǎn)部位的用戶能良好接收，必須對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償。主要是對(duì)第一和第二零點(diǎn)進(jìn)行填充，通常是采用改變上下半副天線的饋電電流相位的辦法。16LOGOv極化方式天線的極化是指電場(chǎng)矢量的方向與電波傳輸方向的相對(duì)關(guān)系，即電場(chǎng)矢量的末端軌跡為直線，則稱為線極化，如果電場(chǎng)矢量與地面平行，稱之為水平極化；電場(chǎng)矢量與地面垂直，稱為垂直極化。如果電場(chǎng)矢量的末端軌跡為一個(gè)圓或圓，則稱為圓極化（橢圓極化）。如電場(chǎng)矢量隨時(shí)間順時(shí)時(shí)針旋轉(zhuǎn)是右旋圓極化，反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的稱為左旋極化，圓極化是由垂直和水平極化電磁波合成而得到。17LOGOv發(fā)射

6、天線的種類調(diào)頻發(fā)射天線現(xiàn)常用的有如下幾種:1:蝙蝠翼天線2:偶極子天線3:雙環(huán)、四環(huán)、六環(huán)天線4:圓極化天線5:縫隙天線18LOGOv蝙蝠翼天線蝙蝠翼天線是一種比較傳統(tǒng)的天線形式，是水平極化方式的天線，其特點(diǎn)是電路的Q值比較小，阻抗的頻帶比較寬，設(shè)計(jì)和調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是水平輻射方向性不易控制，天線的層數(shù)受支撐物機(jī)械強(qiáng)度的影響，通常不能太多。正常情況下，要求同層的四個(gè)振子按照逆時(shí)針方向，相互之間相差90饋電。19LOGO20LOGOv偶極子天線偶極子天線有幾種，按照偶極子的層數(shù)可以分為：?jiǎn)闻紭O子天線、雙偶極子天線、四偶極子天線，由于這種類型的天線通常帶有反射板，因此，也叫做偶極板天線。典型的雙

7、偶極子天線如下圖示。在VHF 波段的偶極子天線，因工作波長(zhǎng)較長(zhǎng)，其偶極子多數(shù)采用半波振子，在VHF 和UHF波段則基本上采用全波振子，并采用了等幅度同相位的饋電方式。保證天線增益的穩(wěn)定性。21LOGO半波振子阻抗為73.1；全波振子阻抗為200；22LOGOv環(huán)形天線以兩個(gè)、四個(gè)、六個(gè)周長(zhǎng)約為一個(gè)波長(zhǎng)的圓環(huán)天線為一組基本輻射單元，稱為雙環(huán)、四環(huán)、六環(huán)天線。這種天線其實(shí)是偶極子天線的一種改良形式，具有增益高，饋電簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但其頻帶不如偶極子天線，通常用于UHF電視發(fā)射，也有用于FM廣播的，適合于中、小功率的轉(zhuǎn)播臺(tái)使用的。23LOGOv圓極化天線目前，水平極化方式是廣泛的一種天線輻射方式，垂直極

8、化天線一般只在同頻道或鄰頻道干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合使用，而圓極化天線的采用，對(duì)于改善室內(nèi)天線的接收效果，減少電視重影的干擾，以及對(duì)于移動(dòng)的汽車接收機(jī)收聽調(diào)頻廣播，有比較明顯的效果。24LOGOv縫隙天線主要用于UHF電視波段，天線采用多路傳輸技術(shù)，具有更高的增益以及更均勻的水平面輻射場(chǎng)型；作用距離遠(yuǎn)，場(chǎng)強(qiáng)覆蓋均勻，駐波比??；天線腔體采用高光潔度的鋁板或銅板，天線饋電系統(tǒng)全部采用鍍銀工藝，天線外罩采用高強(qiáng)度低損耗的玻璃纖維材料穩(wěn)定性高，饋電損耗小，抗腐蝕能力強(qiáng)。25LOGOv發(fā)射天線系統(tǒng)的電氣參數(shù)1）天線應(yīng)有足夠的帶寬一般要求天線的相對(duì)帶寬 /020% 。天線的帶寬指該天線諸多電參數(shù)滿足規(guī)定指標(biāo)之內(nèi)

9、的頻率范圍。26LOGO2）電壓駐波比（VSWR）與行波系數(shù)在不匹配的情況下, 饋線上同時(shí)存在入射波和反射波。反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射系數(shù)，記為。27LOGO波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比，記為 VSWR。 駐波比的倒數(shù)叫行波系數(shù)。28LOGO3）方向性圖 以天線為中心，遠(yuǎn)區(qū)恒定距離下，天線輻射特性隨空間方位變化的圖形，是一個(gè)空間立體模型。天線方向性圖描述了天線的輻射特性。常用的是場(chǎng)強(qiáng)方向性圖，和功率方向性圖。29LOGO4）主瓣、副瓣、前后比方向圖通常都有兩個(gè)或多個(gè)瓣，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣；其余的瓣稱為副瓣或旁瓣；前后瓣最大值之比稱為前后比。30

10、LOGO5)方向性系數(shù)天線某一方向的方向系數(shù)，指該方向某一點(diǎn)的功率密度（或場(chǎng)強(qiáng)的平方）與總輻射功率相同條件下各向均勻輻射時(shí)在該距離處的功率密度（或場(chǎng)強(qiáng)的平方）之比。 31LOGO6)天線增益增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。天線的增益G=D 其中D為天線的方向系數(shù)， 為天線效率。32LOGO7)有效輻射功率根據(jù)服務(wù)區(qū)的要求，當(dāng)?shù)刂?，天線高度確定以后，根據(jù)邊緣服務(wù)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)要求，便可以確定各個(gè)方向上所需的有效輻射功率。有效輻射功率： （dB)33LOGOv天饋線系統(tǒng)對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懜叩碾妷?/p>

11、駐波比會(huì)引起反射信號(hào)增大，它使發(fā)射機(jī)射頻放大器工作在電抗負(fù)載狀態(tài)，呈現(xiàn)非線性相位和阻抗特性，聲道間的分離度和聲道內(nèi)噪聲都會(huì)受到影響。會(huì)影響立體聲效果，造成系統(tǒng)分離度下降。34LOGO調(diào)頻多工器v多工器v多工器實(shí)現(xiàn)的方式v多工器的主要參數(shù)35LOGOv多工器概念：采用了多個(gè)不同頻率使用一副天線的辦法，稱之為多工。將多個(gè)頻率合成后使用一副天線的設(shè)備，稱為多工器，或者稱為天線多工器。36LOGOv多工器的結(jié)構(gòu)模塊化結(jié)構(gòu)，由多個(gè)單元級(jí)聯(lián)而成37LOGOv多工器組成單元（頻道間隔4MHz）星形單元優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，損耗均衡缺點(diǎn)：不可級(jí)聯(lián)，三路以上設(shè)計(jì)復(fù)雜38LOGOv橋式單元（加強(qiáng)型BPF3）（頻道間隔1.5MHz）優(yōu)點(diǎn)：恒阻特性、可直接級(jí)聯(lián)、隔離度高缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、隔離和損耗不均衡39LOGOv橋式多工單元（四工器實(shí)例）40LOGOv多工器的主要參數(shù) (1)隔離度：一般要求隔離度優(yōu)于30dB (2)最小頻率間隔：在保證性能指標(biāo)的前提下允許雙工器兩個(gè)輸入頻率之間的最小間隔一般在1.2MHz左右（橋式