省級發(fā)射臺天線優(yōu)化方案和實施

摘 要：利用對調(diào)頻發(fā)射天線系統(tǒng)的改造，提高覆蓋效果。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻 發(fā)射天線 覆蓋

中圖分類號：TN948 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（c）-0012-01

在我省大別山區(qū)有一省屬高山發(fā)射臺，海拔高度670 m，主要承擔(dān)中央臺和省臺的廣播、電視節(jié)目發(fā)射任務(wù)。該臺的交通廣播使用單面兩層、垂直極化天線發(fā)射，主方向為東北方向，戲曲廣播使用單面兩層、垂直極化天線發(fā)射，主方向為西南方向。這兩幅天線安裝鐵塔的同一高度段上，增益為5 dB。由于這兩副天線都是單面天線，帶有反射板，在各自天線的主方向覆蓋效果較好，在天線的背面覆蓋效果較差。交通廣播這副天線在幾次惡劣天氣，出現(xiàn)振子脫落現(xiàn)象，現(xiàn)這幅天線的駐波較大，交通廣播不能滿功率正常工作。須立即對這幅壞天線進(jìn)行維護(hù)更換。

1 改造方案

1.1 技術(shù)原理

調(diào)頻廣播的收聽效果主要取決于電場強度、電磁環(huán)境和信號源質(zhì)量，對于主覆蓋區(qū)域來說，電磁環(huán)境是確定的。從實際情況來看信號源的質(zhì)量也是沒有問題的。因此，只有加大在覆蓋區(qū)域的電場強度，才能改善覆蓋效果。那么電場強度跟什么因素呢？

根據(jù)電場強度計算公式：

式中，P·D為有效輻射功率；P為發(fā)射機功率；D為天饋系統(tǒng)增益系數(shù)；λ為頻道中心頻率波長；h1為發(fā)射天線高度；h2為接收天線高度；r為接收點離發(fā)射臺的距離。

當(dāng)或時，上式可簡化為

（毫伏/米）

從式中我們可以看出，電場強度和發(fā)射功率P、天饋線增益D等因素有關(guān)系。對于本項目來說，由于接收天線高度h2、接收點離發(fā)射臺的距離r、頻道中心頻率波長λ是一定的，要提高市區(qū)的接收場強，只能通過增大發(fā)射功率，提高天線的增益和高度來實現(xiàn)了。

根據(jù)場強預(yù)測崎嶇度法，在離發(fā)射機距離為D（km）處的場強E（dBuv/m）按照下式計算：

E=Pe+E1-A dB（uv/m）

式中，Pe為有效輻射功率，dB（kW）；

E1為光滑球面上1 kW有效輻射功率在觀察點所形成的場強，dB（uv/m）。具體數(shù)值可以查圖獲得；

A為與地形崎嶇度有關(guān)的衰減校正系數(shù)，dB。

有效輻射功率Pe可由下式計算得到：

Pe=P+G-L

式中，P為發(fā)射機額定輸出功率，dB（kW）；

G為發(fā)射天線增益，dB；

L為饋線損耗，dB。

根據(jù)上面的公式可以得到場強與發(fā)射功率的關(guān)系如下；在其他條件不變的情況下，功率每增大一倍，場強可以提高3 dB，即場強與發(fā)射功率成對數(shù)關(guān)系。

根據(jù)天線理論，場強與天線層數(shù)、面數(shù)之間的關(guān)系如下。

在功率不變的情況下，天線層數(shù)與電場強度成對數(shù)關(guān)系，即天線層數(shù)每增大一倍，場強可以提高3 dB，如天線層數(shù)有兩層變?yōu)樗膶?，場強提? dB，兩層變?yōu)榱鶎樱黾? dB；天線面數(shù)縮小一倍，主方向上的場強可以增加3 dB，以此類推。

2.2 具體方案

結(jié)合上面的論述論，根據(jù)當(dāng)?shù)匕l(fā)射臺的實際情況，我們提出如下改進(jìn)方案。

使用一副雙面六層、垂直極化的天線，增益9 dB，來代替這兩副天線。交通廣播和戲曲廣播使用星型雙工器共饋發(fā)射。由于天線層數(shù)的增加，相對于老天線的主方向的場強增加了2 dB，但由于新天線是兩面的，相對于老天線的背面的場強增加了7～8個dB。對于交通廣播解決了主城區(qū)的覆蓋問題，提高了市區(qū)的場強，同時也增強了對高速路的覆蓋。戲曲廣播加強了主城區(qū)的覆蓋，同時可以提高了周邊的覆蓋效果。原交通廣播發(fā)射天線已不能使用，戲曲廣播天線重新安裝做為備用天線使用。

2 結(jié)語

以前我們在遇到覆蓋不好的地區(qū)的時候，通常采取的方式是在這個地區(qū)再增加一個轉(zhuǎn)播點，或者加大周邊的轉(zhuǎn)播點的發(fā)射功率，或者升高天線的方式來解決。但是這幾個辦法都有明顯的弊端。

增加轉(zhuǎn)播點：這個辦法可以很好的解決該地區(qū)的覆蓋問題，但同時帶來兩個問題，一是覆蓋成本的增加。二是造成和周邊轉(zhuǎn)播點的重復(fù)覆蓋，有時甚至是同頻干擾，反而造成很多地區(qū)收聽不好。

加大發(fā)射功率：這個辦法雖然能提高場強，但是是很有限的，功率增大一倍，場強增加3 dB。通常對于覆蓋不好的地區(qū)，即使場強增加幾個分貝，也是不能從根本上改變覆蓋現(xiàn)狀的，且會帶來覆蓋成本的增加。

升高天線：這個辦法其實是提高場強最好、最經(jīng)濟(jì)的，但是由于很多調(diào)頻發(fā)射臺都是建在附近地區(qū)最高的山上的，所以實際上很多發(fā)射天線已經(jīng)到了不能再升高的地步了。但是對于有條件可以提高天線的發(fā)射臺，采取該方法也是最經(jīng)濟(jì)、最可靠的方法。

通過來調(diào)整天線形式來提高重點地區(qū)的場強是相對來說最經(jīng)濟(jì)、最可行的方法了。一副天線不過10萬元左右，而且只需要一次性投入，不用每年投入。相對于增加轉(zhuǎn)播點、加大發(fā)射功率來說，通過調(diào)整天線提高天線增益顯得更為經(jīng)濟(jì)、可行。相信該項目的成功實施，為我臺合理規(guī)劃各套節(jié)目的全省覆蓋起到重要的參考作用。

參考文獻(xiàn)

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