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摘要：近些年来，伴随着无线通信的高速发展，各种无线电天线种类也是越来越多，本属于广电发射铁塔，也是被各种通信设备的天线占据。而调频天线多以偶极子天线为主，也是最早在无线电通信中使用的结构最简单，应用最广泛的一类天线，由于偶极子天线的高度决定了，发射的场强及覆盖，而铁塔铁塔上的空间有限，所有决定天线由高至低依次分布，由于调频广播数量增加，切发射天线的天线阵子位置还要有一定的距离，所有更加的导致铁塔天线发射位置日益紧张，本项目是延边广播电视台发射中心，在不增加铁塔的高度不改变任何铁塔结构的情况下进行将广播电视台，地面数字、模拟电视、调频广播发射天线共用铁塔的最高处，实现共同发射切互不干扰、能达到更有效的为城市无线电信号覆盖领域达到理想的效果

关键词：偶极子天线;调频广播;铁塔;面包天线

引言

在信息技术快捷的发展的带动下，广播电视行业得到了快速发展的良机，从模拟到数字，广播电视无线覆盖范围越来越大，以及信号质量的不断提升，给人们带来了更好的和更高质量的画面和声音，促进行业发展和技术进步的形式下，广播电视最重要的组成部分之一的就是无线发射覆盖的问题。通过技术变革，有效解决当前的技术应用和瓶颈问题，从而提高了技术应用效果，加快了广播电视行业的发展。

1.1广播电视发射技术

是一种无线电磁波发射和传输信号的技术，天线发出的信号是电视台先发岀中短波，天线将其转变成电磁波传播出去，用户的天线接收此电磁波后就可以通过一系列处理转变为声音或图像。从中可以看出，天线起到了中转站的作用，既要接收中短波又要发射电磁波，并且，天线发射电磁波不用连接发射机，利用馈线与天线就能将信号辐射出去。广播电视台发出的信号，并将其转变为电磁波，通过馈线与天线将电磁波辐射出去，用户端的天线会接受此信号，将声音、图像展示在人们的面前，由于近些年来广播电视无线发射技术，正经历从模拟到数字的高速转型时期，应用于社会的各个领域当中，大大提升了传输效率和质量。

1.2我台铁塔简介

理论天线增益的高度越高，覆盖距离会增大，传输距离也越远，场强也会增加。但是我台发射铁塔建设于80年代，总高度90米为镀锌角铁结构，该铁塔70米平台以下为角铁四边形结构，根据当时的工作需要，铁塔桅杆上顶端安装的是四层地面数字电视的四层四面板状水平极化天线，之下双层双面四的蝙蝠翼天线，整个20米左右的桅杆被地面数字电视和模拟电视占据了，而调频天线只在铁塔平台之下，调频天线的位置在60米的位置，由于城市建设飞速发展，城市内的超百米以上的高楼越来越多。严重影响到调频发射覆盖的效果，在同一城市内有很多位置都难已覆盖，能覆盖的效果也非常差，高楼的影响覆盖半径不会超过5公里，有的地方或者楼房直接遮挡的地方几乎收不到信号。从新建设铁塔受到各方面原因没有实现，那么怎样能实现铁塔的高度不增加，将调频的天线提高而又不会影响到其他电视发射机的发射效果呢？

1.3问题分析

我国模拟电视及调频广播以前大都使用水平极化发射天线，现在華直极化的发射天线使用在逐渐增多。地面数字电视大都采用垂直极化的天线发射。一般情况下调频收音机、各类便携式多媒体接收设备及移动数字电视接收设备，接收天线大都垂直使用，结果是垂直极化天线发射的信号，接收效果更好一些。由于垂直极化发射天线结构的特点，在电视发射塔上的安装位置可以更灵活，比如可以把垂直极化的天线架设在桅杆的四个立柱上。由于水平极化和垂直极化的天线极化方式不同，两副不同极化方式的天线在同一桅杄段工作而不会相互影响。经过我们对调频信号的测试和研究，最终决定把调频天线放在铁塔的顶部也就是尾杆上的最高处。但是要是桅杆最高处加装天线，有两种不可抗拒的因素，为了确保广播电视塔的安全，避免发生倒塔事故，一般情况下不要改变广播电视塔的塔架结构，如增加桅杄的高度。虽然采用加高桅杄的办法来增加天线，可以使发射的信号覆盖范围增大，但是由于增加的桅杄部分和加挂的天线位于广播电视塔的最高处，使广播电视塔顶端风负荷增加很多，在遇到强阵风时有可能会发生桅杆段折断的危险。尤其是在加高的桅杄段加挂分米波段的面包板天线时，风负荷增加更大。如果决定用增加桅杄的高度的办法来增挂天线时，最好与广播电视塔的原设计单位联系，请他们核查原设计方案，根据发射塔的设计负荷余量多少来决定能否再增加桅杄高度来加挂天线，以确保广播电视发射塔的安全。由于增加桅杄高度来加挂夭线而造成倒塔事故的事例并不鲜见，因此一般不要采取这种办法来增加发射天线的高度。

1.4桅杆上的UHF和蝙蝠翼天线介绍：

广播电视发射天线中最常用的就是蝙蝠翼天线，由于其由两个正交的对称的半波振子构成，因此又称正交振子天线。当两个正交振子处于一个平面上时，由于面积大，频率匹配密切，信号发射是最强的，能够解决电波反射对用户使用的影响。另外，蝙蝠翼天线的同频宽度可达25%，可以不用截止绝缘子;这种天线平面辐射大，轴向辐射小。外形如下图所示。

地面数字电视使用的是四层四面的面包天线，面包天线占用桅杆的最顶部但是要不增加铁塔高度的问题，想要把调频天线挂到最高处就要解决两个问题，一是天线固定问题，二是地面数字电视、模拟电视、调频广播，怎样能互补干扰互不遮挡的问题解决，最高处是地面数字电视的分米波段面包天线，和模拟电视的天线蝙蝠翼天线，也就是说既要保证调频的信号发射也要保证地数（34频道中心频率682mhz、45频道中心频率770mhz、48频道中心频率794mhz）和模拟（31频道中心频率658mhz）的发射，调频是（87mhz-108mhz）理论上是行的通的，因为他们之间的频率相差很多，但是要是同时都要挂在一起就要解决因距离进产生的遮挡问题。

1.5 天线的解决办法

经过分析想要在不增加铁塔的高度，和不向互干扰的情况下，只有一种办法在桅杆外面加装一层轻钢网状的烟囱塔，烟囱塔建在桅杆外面，一平台之上，烟囱塔是四米的正方形圆管，这样既能解决掉不增加铁塔的原始设计高度，不增加风阻的情况下将天线全部挂的最高点。但是这样还需要解决一个问题，就是挂在原桅杆上的面包天线简称UHF天线和蝙蝠翼天线，想要不阻挡桅杆上的天线的发射效果不被干扰和遮挡，就要计算出来地面数字电视和模拟电视发射频率的波长，地面数字电视视的频率比较高，按照波速除以波长计算，地面数字电视和模拟电视中最小的（31频道中心频率658mhz），（简化公式300÷658=0.46米）波长在0.46米以内，只要地面数字天线外围铁塔的网格最小间隙大于0.5米左右，就不会对地面数字电视造成影响。在安装完成尾杆外层固定调频天线的铁塔后，我们进行了测试，未对地面数字的天线驻波比造成影响。在安装铁塔后，我们对地面数字和电视模拟发射机的反射指标进行观察，安装前驻波比在1.19，没有任何变化，安装前后也没有任何变化。

1.6偶极子天线简介

偶极子天线是在无线电通信中，使用最早、结构最简单、应用最广泛的一类天线。它由一对对称放置的导体构成，导体相互靠近的两端分别与用馈电线相连。作发射天线时，电信号从天线中心馈入导体;作接收天线时，也在天线中心从导体中获取接收信号。常见的偶极子天线由两根共轴的导线共构成，这种天线在远处产生的辐射场是轴对称天的，并且在理论上能够严格求解。天线最主要的功能就是天线的增益，增益是一个通用的天线特性表示方法，它是指相对于以下两种理想标准收发模式在某一个区域的强度增益，理想标准收发模式一是以辐射体的能量从一个天线发出，它是一个等方性辐射体，在空间中的任何方向放射出，所有方向都是0dB，根据此标准作为参考计算出来的增益单位为dBi，另一种理想标准收发模是基于一个自由空间半波长双极子放射出来的能量作为参考，计算出来的益单位为dBd，很明显后者的辐射体相对于前者的辐射体已存在增益，计算所得为2.16，即dBd=2.16 dBi.所以增益只能作为选择天线一个参考，它只能显示能量最强方向的增益，并没有提供任何能量的分布情况，辐射方向图便能精确显示能量在自由空间的分布情况，常用的为水平辐射分布图（horizontal/azimuth sweepplane）及垂直辐射分布图（vertical/elevaTlon sweep plane）两种，右图为某公司出产8dB全向增益天线OP2408的水平及垂直辐射方向图，红色线（H plane）为水平分布，幻想你从天线的顶点望到信号覆盖情况，你会发现8dB全向增益天′能量在以天线为中心的360度四周发放，色线（E plane）为垂直分布，幻想你合线的旁边望到信号覆盖情况，能量只在l水平发放出去，而信号并不会辐射到天空面，偶极子天线是导振天线，理论分析表明，细长偶极子天线内的用流分布具有驻波的形式，驻波的波长正好是天产生或接收的电磁波的波长。因而制作偶极子线时，会通过工作波长来确定天线的长度。是常见的偶极子天线是半波天线，它的总长度近线以为工作波长的一半。除了直导线构成的半波天电，有时也会使用其他种类的偶极子天线，如直线构成全波天线、短天线，以及形状更为复杂勺笼形天线、蝙蝠翼天线等。历史上，海因里希赫兹在验证电磁波存在的实验中使用的天线就一种偶极子天线。

1.7调频天线的选取

以上的问题都已经得到解决，下一步我们要解决调频广播发射天线，由于在桅杆外加装了烟囱塔，考虑到铁塔的承重信号遮挡等问题，我们最终选择了调频偶极子天线，偶极子天线是在无线电通信中，使用最早、结构最简单、应用最广泛的一类天线。它由一对对称放置的导体构成，导体相互靠近的两端分别与馈电线相连。用作发射天线时，电信号从天线中心馈入导体;用作接收天线时，也在天线中心从导体中获取接收信号。常见的偶极子天线由两根共轴的直导线构成，这种天线在远处产生的辐射场是轴对称的，偶极子天线是一种最基本的单元形式，既可以独立使用，也可以作为大型的天线阵的辐射单元，优点是重量轻、体积小、成本低、便于集成和组成阵列等优点而得到调频发射系统的广泛使用，

我们延边州广播电视台一共有本级广播发射频率5套分别为98.3mhz、94.9mhz、10.23mhz、104.6mhz、105.9mhz和省级转播频率3套发射频率分别为94.4mhz、99.4mhz、103.8mhz，共8套调频广播得需要8套发射天线，如果同时用8套广播天线同时在同一地点一起发射，我们采用很容易产生互调波导致相互干扰，经过分析和研究，我们把8套广播频率分成两组天馈线，每组天线是六层但偶极子天线，用阻抗变换器把六层天线连接到一起，组成阵列，每组天线前端用桥型多工期连接4台发射机，这样就可以减少发射天线的使用，加上带通滤波器也不会产生互调。调频广播天线定为垂直极化天线，线测量的结果，88-108全段的驻波比基本全部都在1.1以下（此图片为天线的驻波比）

问题总结

本次项目在不更换铁塔和不增加铁塔高度的情况下，在经过对天线统一的分配以最小的代价，实现铁塔最高位置共同发射且互不干扰，互补遮挡得以实现。此项目在延边广播电视台得到了应用，将地面数字、模拟电视、调频广播发射天线共用铁塔的最高处，简单有效的解决了广播电视台无线电覆盖，同时也是一种同位置发射的尝试，此次尝试解决完美的将调频广播信号覆盖的更远，使偏远的地区能够高质量的接受电视广播节目。

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作者简介：刘志刚，男，汉族，吉林敦化人，吉林省延边朝鲜族自治州延边广播电视台，本科学历，助理工程师，研究方向：广播电视发射技术。