廣播電視發(fā)射天線是整個(gè)播出系統(tǒng)的終端設(shè)備,天線性能的好壞,直接影響到播出的質(zhì)量。發(fā)射天線及其支持物是電臺(tái)電視臺(tái)建設(shè)中的重要組成部分,對(duì)新建電臺(tái)電視臺(tái)來說,如何選擇合適的天線類型及支持物方式,更有重要意義。因?yàn)樘炀€所占投資比例大,占地面積大,不易返工,所以必須首先綜合考慮好。目前,寬頻帶、高增益、大功率、小駐波比系數(shù)的發(fā)射天線不斷的創(chuàng)新問世,為廣播電視發(fā)射提供了良好的設(shè)備。
下面著重從電氣性能上來分析考慮。
1.方向性圖的考慮:根據(jù)用途和覆蓋要求確定水平方向性圖。例如在城市中心建臺(tái),則希望水平方向性圖接近一個(gè)圓形,使四周接收效果相差不大。如果在城市邊緣的開闊地帶建臺(tái),或是高山建臺(tái),就要考慮某些方向人口多,或人口少等問題了,為了有效地利用發(fā)射功率,就必須考慮水平方向性圖具有一定的方向性。
對(duì)于垂直方向性圖,因超短波傳播是空間波,應(yīng)盡量使天線輻射出去的能量往水平方向集中,減少向上空的輻射。天線層數(shù)越多,增益越高,但是層數(shù)太多了,會(huì)使造價(jià)提高,近距離反而接收不好,故一般大型電臺(tái)電視臺(tái)采用6-12層,功率增益大概是6-12倍,當(dāng)天線高度過高時(shí),還需采用主射束的下傾。
2.極化的考慮:為減小天線受支持物和饋線的影響,因?yàn)樗鼈兌际谴怪狈胖玫?,?huì)產(chǎn)生垂直計(jì)劃的輻射,和減小工業(yè)干擾,并且架設(shè)方便,使用水平極化波較好。
3.天線上的有效輻射功率:發(fā)射機(jī)的輸出功率并不是天線上的有效輻射功率,還必須考慮到饋線的效率和天線的增益。為了增加有效輻射功率,增加天線的增益和減小饋線系統(tǒng)的損失,比單純?cè)黾影l(fā)射機(jī)輸出功率要經(jīng)濟(jì)一些。
4.要求整個(gè)天饋線系統(tǒng)的駐波比S≦1.1(即電壓反射系數(shù)在0.05以下)。這個(gè)要求是從能量傳輸方面和接受信號(hào)中不至于產(chǎn)生明顯的重影現(xiàn)象而提出來的。
我們知道廣播電視接收機(jī)要求信噪比一般為≧20db?,F(xiàn)在我們把反射波當(dāng)作噪音電平看待,
則 ==0.05
= =20倍
取對(duì)數(shù) 20= 26db
26db>20db,即發(fā)射的信號(hào)質(zhì)量超過接收機(jī)的要求的質(zhì)量。
假如S=1.25,此時(shí)反射系數(shù) = ≈10,20= 20lg10=20db,這是接收機(jī)最低的信噪比要求,可見駐波比最大也不能超過1.25。
在通帶內(nèi)要求S≤1.1,往往有許多實(shí)際困難,因?yàn)樵胍糁饕獙?duì)正常信號(hào)的影響大,所以在特殊情況下應(yīng)使信號(hào)載頻接近S≤1.1,而在通頻帶其余頻率上的駐波比允許放寬一些。這樣做的目的是降低對(duì)饋線、接頭以及天線等方面的要求,因而容易實(shí)現(xiàn)。S=1.1是總的駐波比要求,對(duì)于每個(gè)饋電部件當(dāng)然應(yīng)該要求更高些。
5.發(fā)射天線必須有足夠的帶寬,滿足在要求的帶寬內(nèi)駐波比都要小于1.1.通常的細(xì)長對(duì)稱天線是不能滿足要求的,為此往往采用粗振子或蝙蝠翼天線等高增益天線。
6.功率容量:發(fā)射天線必須能承受足夠的功率容量,一般小型臺(tái)站100W一下可用折合振子組合的多層十字天線。大功率容量的發(fā)射機(jī)就要用其他形式的天線了。
廣播電視發(fā)射天線有各種各樣的類型,常用的有:旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線、環(huán)天線和開槽天線三大類。