天线高度对中波发射效果的影响及适配改造实践_王一凡.pdf
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1、广播与电视技术 2023年 第50卷 第1期80无线覆盖 Wireless Coverage传输覆盖天线高度对中波发射效果的影响及 适配改造实践【摘 要】本文通过分析中波广播的实际发射效果,对天线输入阻抗与桅杆天线高度的关系进行了研究,提出了一种降低天线高度进而提高高频段发射网络阻抗匹配度,提升中波信号有效发射半径、改善信号接收强度的方法。【关键词】中波广播,天线高度,阻抗匹配【中图分类号】TN935.1 【文献标识码】B 【DOI编码】10.16171/ki.rtbe.20230001016【本文献信息】王一凡.天线高度对中波发射效果的影响及适配改造实践J.广播与电视技术,2023,Vol.
2、50(1).The Influence of Antenna Height on Medium Wave Transmitting Effect and the Practice of AdaptationWang Yifan(Dezhou Medium Wave Relay Station,Shandong 253000,China)Abstract By analyzing the actual transmitting effect of medium wave broadcasting,this paper studies the relationship between input
3、impedance and the height of the antenna.We propose a method to reduce the height of antenna,improve the impedance matching of the high frequency transmitting network,enhance the effective transmitting radius of medium wave signals,and improve the signal reception strength.Keywords Medium wave broadc
4、asting,Height of antenna,Impedance matching王一凡(德州中波转播台,山东 253000)0 引言中波通信具有覆盖区域广、传播信号稳定等特点。在我国,中波通信不仅应用于无线电广播的发射,也广泛应用于中波无线电导航台站的无指向性信标(NDB)、海事无线电通讯等领域。随着国内经济高速发展,城市规模不断扩大,高层建筑物对无线电波的遮挡、高压输电线路以及手机网络产生的电气干扰都使电磁环境变得日益复杂,大大增加了无线电波稳定传输的难度,在实际使用中出现中波广播收听效果差、导航信号弱、通讯信号不稳定等问题。基于此现状,为最大限度地发挥天线性能、提高无线电发射效率和覆
5、盖效果,我台从无线电发射的原理与实际发射效果出发,设计了针对中波发射天线的改造实践。1 对天线播出效果的探索山东省广播电视台(总台)德州中波转播台位于德州市市中心,有 4 副 76m 桅杆天线,在播频率 4 个:一套 1098kHz 频率、1557kHz 频率双频共塔发射网络、一套1008kHz 频率发射网络、一套 1485kHz 频率发射网络。在实际应用中发射天线一般高度为 0.25 0.5,我台所有频率均使用 76m 桅杆天线发射。为提高发射效率,切实改善节目播出效果,我台自 2019 年,来进行了多项技术升级、改造措施:地网敷设、匹配网络改造、地井改造、发射机功率 校正、加装音频处理器等
6、。我们对发射信号在不同功率、不同频率情况下的有效覆盖范围进行了收测,图 1 是对桅杆天线改造前所测的信号质量情况表(信号强度:5 为最高,1 为最差,0 为无信号)。广播与电视技术 2023年 第50卷 第1期81Wireless Coverage 无线覆盖传输覆盖天线阻抗随着工作频率、天线的高度变化而变化,但由于发射天线高度固定、发射频率跨度较大、匹配网络调节范围有限等原因,使天线在 1557kHz 频率上的输入阻抗和馈线的特性阻抗之间无法很好匹配,影响了节目传输质量,降低了信号的有效覆盖范围。根据发射天线效率 与天线高度 L0的公式(1),可以看出天线高度直接决定着发射天线的效率。因此合理
7、的天线高度对优质、高效播出来说至关重要。222080()aminPILP=(1)其中:为发射天线效率;P为天线输入功率;Pin为辐射功率;Iam为输入点最大电流;L0为天线高度;为波长。2 桅杆天线输入阻抗特性2.1 实测桅杆天线频率阻抗特性曲线天线的输入阻抗为既有实部 R、又有虚部感抗或容抗 jx的复数阻抗,它主要受发射频率、天线高度影响。为了最大效率地提高发射效率和覆盖效果,我台组织技术人员进行了阻抗曲线实地绘制和特性分析。测试环境选择在 8 月,室外环境温度在 30左右,测量仪器使用网络分析仪和中波专用电桥。由于天线所处地理位置的地质状况、地网情况和周边环境不同,测量仪器自身存在测量误差
8、,所以在不同区域测量同一类型中波发射天线的阻抗特性,也会存在一定的误差,但不影响对天线整个中波频率段阻抗变化规律及趋势的分析和判断,绘制出实测 76m 桅杆天线的频率阻抗特性曲线图如图 2 所示。由图 2 可以看出,1557kHz 频率处于 76m 桅杆天线阻抗谐振区,电阻电抗均非常大而且变化剧烈,导致匹配网络无法将天线输入阻抗与馈线的特性阻抗匹配,造成网络失配;同时根据品质因数 Q 的计算公式(2)得出天线工作于1557kHz 频率时的品质因数 Q 约为 0.54,工作于 1098kHz 频率时品质因数 Q 约为 1.97。低 Q 值使 1557kHz 频率谐振产生困难,高 Q 值使 109
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