廣播電視發(fā)射臺(tái)的主要設(shè)備包括了:信號(hào)源系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)設(shè)備以及鐵塔和天饋線(xiàn)系統(tǒng)。
在廣播電視傳輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)中,天饋線(xiàn)系統(tǒng)是各環(huán)節(jié)中.終的主要設(shè)備之一,其作用是將廣播電視信號(hào)以電磁波的形式向空間傳送能量。
天線(xiàn)可以向周?chē)椛潆姶挪芰?,在?jì)算天線(xiàn)輻射場(chǎng)強(qiáng)時(shí),天線(xiàn)的增益若能提高3dB,則相當(dāng)于發(fā)射機(jī)有效功率提高一倍。因此,使用較高增益的天線(xiàn)更具有較大的使用價(jià)值。
二、天線(xiàn)的發(fā)展
1、1887年郝茲在驗(yàn)證電磁波存在時(shí)使用了雙球發(fā)射天線(xiàn)和單環(huán)天線(xiàn)。
2、1897年出現(xiàn)了能實(shí)現(xiàn)5Km通信的大型長(zhǎng)波天線(xiàn)。
3、1901年馬可尼研制出..付大型垂直極化天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)3700Km遠(yuǎn)程通信。
4、20年代初中波天線(xiàn)興起和發(fā)展,從T型、Г型和傘型天線(xiàn)到后來(lái)的拉線(xiàn)式或自立式鐵塔天線(xiàn)。凌風(fēng)公司在2003年又率先研制出了自立式縮短型曲線(xiàn)式中波電小天線(xiàn)
5、30年代雷達(dá)的出現(xiàn)推動(dòng)了喇叭天線(xiàn) 透鏡天線(xiàn) 介質(zhì)天線(xiàn)、縫隙天線(xiàn)等超短波天線(xiàn)的誕生。1928年著名的八木天線(xiàn)研制成功并推廣應(yīng)用至今。
6、40—50年代:蝙蝠翼天線(xiàn)、帶有反射板的各種半波振子天線(xiàn)、大功率縫隙天線(xiàn)迅速發(fā)展。長(zhǎng)、中、短天線(xiàn)基本定型。
7、隨著科技的發(fā)展,高增益、寬頻帶、高分辨率、快速掃描的天線(xiàn)大量出現(xiàn),相控天線(xiàn)取得了突破性發(fā)展,現(xiàn)代天線(xiàn)已有微帶天線(xiàn)、有源相控天線(xiàn)、超導(dǎo)天線(xiàn)、四維天線(xiàn)等。更有向小型 化、輕便、隱形化的發(fā)展趨勢(shì)。
三、天線(xiàn)問(wèn)題求解的基本方法
1、解析法:對(duì)形狀極為簡(jiǎn)單的天線(xiàn)求得..解。
2、近似解析法:變分法、微擾法、迭代法、幾何光學(xué)法幾何繞射法、物理繞射法等。
3、數(shù)值法:利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算,可用純數(shù)值法,也可用矢量法。但是,較為復(fù)雜的天線(xiàn),仍然是用多次實(shí)驗(yàn)的方法優(yōu)化出來(lái)的,某些電參數(shù)用經(jīng)驗(yàn)公式或?qū)嶒?yàn)曲線(xiàn)計(jì)算。
四、天線(xiàn)的主要參數(shù)
1、天線(xiàn)的輸入阻抗
線(xiàn)的輸入阻抗是天線(xiàn)饋電端輸入電壓與輸入電流的比值。
天線(xiàn)與饋線(xiàn)的連接,.理想的情形是天線(xiàn)輸入阻抗是純電阻且等于饋線(xiàn)的特性阻抗,這時(shí)饋線(xiàn)終端沒(méi)有功率反射,饋線(xiàn)上沒(méi)有駐波。
線(xiàn)的輸入阻抗與頻率有關(guān)。天線(xiàn)的匹配工作就是消除天線(xiàn)輸入阻抗中的電抗分量,使電阻分量盡可能地接近饋線(xiàn)的特性阻抗。匹配的優(yōu)劣一般用四個(gè)參數(shù)來(lái)衡量即反射系數(shù),行波系數(shù),駐波比和回波損耗,四個(gè)參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系,使用那一個(gè)常取決于使用者習(xí)慣。在我們?nèi)粘>S護(hù)中,用的較多的是駐波比和回波損耗。一般發(fā)射天線(xiàn)的輸入阻抗為 50Ω。
駐波比就是行波系數(shù)的倒數(shù),其值在 1 到無(wú)窮大之間。駐波比為 1,表示完全匹配;駐波比為無(wú)窮大表示全反射,完全失配。在天線(xiàn)系統(tǒng)中,一般要求駐波比小于 1.1,但實(shí)際應(yīng)用中 VSWR 應(yīng)小于1.15。過(guò)大的駐波比會(huì)加大發(fā)射機(jī)反射功率。
回波損耗就是反射系數(shù)..值的倒數(shù),以分貝值表示?;夭〒p耗的值在 0dB 的到無(wú)窮大之間,回波損耗越大表示匹配越差,回波損耗越大表示匹配越好。0 表示全反射,無(wú)窮大表示完全匹配。在天線(xiàn)系統(tǒng)中,一般要求回波損耗大于 26dB。
2、天線(xiàn)的極化方式
天線(xiàn)輻射的電磁波可以是線(xiàn)極化,橢圓極化或圓極化。
極化是指電場(chǎng)矢量端點(diǎn)隨時(shí)間變化時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀,取向和旋轉(zhuǎn)方向。電場(chǎng)矢量在空間任何瞬時(shí)固定不變的電磁波稱(chēng)線(xiàn)極化波。
工程上電場(chǎng)矢量和地面平行的稱(chēng)水平極化;與地面垂直的稱(chēng)垂直極化波;與地面傾斜某一角度的稱(chēng)斜線(xiàn)極化。當(dāng)電場(chǎng)時(shí)間順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)是右旋極化,向反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)是左旋極化。而軌跡為一橢圓則為橢圓極化。
輻射某種極化電磁波的天線(xiàn),稱(chēng)為某種極化天線(xiàn)。
極化損失就是發(fā)射天線(xiàn)的極形式和接收天線(xiàn)的極化形式不同時(shí),接收功率的損失為極化損失。
3、天線(xiàn)的增益
天線(xiàn)增益是用來(lái)衡量天線(xiàn)朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力,它是選擇發(fā)射天線(xiàn).重要的參數(shù)之一。
一般來(lái)說(shuō),增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度,而在水平面上保持全向的輻射性能。表征天線(xiàn)增益的參數(shù)有dBd 和 dBi兩種。dBi 是相對(duì)于點(diǎn)源天線(xiàn)的增益,在各方向的輻射是均勻的;dBd 相對(duì)于對(duì)稱(chēng)陣子天線(xiàn)的增益 dBi=dBd+2.15。