浅谈调频广播天馈系统的工作环境与维护管理

2017-03-11 09:55:49李艳春栖霞市广播电视台
科学中国人 2017年15期
关键词:驻波比频带馈线

李艳春栖霞市广播电视台

浅谈调频广播天馈系统的工作环境与维护管理

李艳春
栖霞市广播电视台

我国调频广播使用的频段属甚高频频段,其覆盖范围一般只能在发射天线的视距之内。调频广播电台可以根据自己的的节目套数带宽、发射机的功率、天线极化方式、塔高及其结构尺寸等条件、以及覆盖范围的要求、选用不同形式的发射天线,配合功率分配器和低损耗的、低驻波比的主馈线,辅之后期完善的维护管理,来满足广播信号的完美覆盖和接收要求。

一、调频广播的覆盖特点

我国调频广播使用的频段是87—108MHz,属甚高频频段。由于频率较高,沿着地面传播的地波衰减太快,不能形成服务区,向天空辐射的电波则穿透所有的电离层,一般也不能被反射回地面,因此,调频广播如同TV广播一样,是靠空间波来进行覆盖的。

调频广播的覆盖范围一般只能在发射天线的视距之内。在视距之外,电波的传播遵从“绕射定律”。由于甚高频电波的绕射能力很差,绕射场强将急剧衰减,基本上也不能形成服务区。

调频广播在我国可按电台的要求选用水平极化波、垂直极化波或者圆极化波。因为一套调频广播节目所占用的频带相对较窄,调频天线的频带可以做的较宽。所以当一个电台需要播出几套调频节目时,往往通过一个多工器,用一副天线完成多套节目的发射。在实现一塔多频的基础上应当对该天馈线系统的带宽及功率容量提出相应的要求。

二、常用的几种调频天线

调频广播电台可以根据自己的的节目套数带宽、发射机的功率、天线极化方式、塔高及其结构尺寸等条件、以及覆盖范围的要求、选用不同形式的发射天线。目前对小功率的调频台电气性能比较好的、比较常用的天线有以下几种。

1、蝙蝠翼天线

蝙蝠翼天线是一种水平极化天线,频带较宽(87---108MHZ),风荷载较小、结构比较简单。这种天线的优点虽然很多,但由于它必须安装在铁塔的顶部,若该铁塔还要安装分米波电视CCTV-UHF天线、UHF--TV天线,会给安装和维护造成相当大的困难。

2、双偶板极天线

双偶极板天线由平行的两对半波偶极子及反射扳组成。由于振子后面的反射扳的作用、双偶极扳天线是一种有较强方向性的天线,其半场强角宽度均为90度左右,因而可通过四面组合安装在铁塔的四个则面,获得较好的水平面无方向性的方向图,阻抗匹配方面也得到很好的改善。

3、单偶极子天线

单偶极子天线是一种简易的垂直极化天线,可以用在整个调频广播的频段,它辐射的是垂直极化波。由于可通过安装多层天线单元,从而在垂直面内获得较强的方向性,因而天线可以有相当的增益:在水平面内侧基本是作无方向性的辐射。

三、功率分配器

功率分配器的作用是将输入功率按一定比例分配到它的各个输出支路端口,同时在输入及所有输出端口都与所接馈线的特性阻抗保持极好的阻抗匹配。

当阻抗变换比一定时,变换线的节数越多,其功分器的频带越宽,驻波比的指标越好。用户选用功分器时,除应关注其功率容量,最大驻波比及工作频带等指标外,还应注意功分器的输入、输出端口(接头)的规格。

四、主馈线

调频天线的主馈线现在都采用低损耗的、低驻波比的聚乙烯螺旋绝缘皱纹铜管射频电缆,选型主要考虑以下几点:

1、电缆在调频频段的功率容量要大于调频发射机功率,还要留相当的余量。因为电缆产品的标称功率是在境温度为40度时的值,当馈线的工作环境温度超过40度时,功率容量下降,如在50度时将下降18%左右。

2、要满足部颁标准-----GY/T5051-94,电视和调频广播发射天线系统技术指标对主馈线总损耗的要求<2.5db,因为电缆直经越小单位长度的损耗就越大,如果发射天线距机房较远、主馈较长、则应该选用容量功率直径大一些的电缆。

3、部标准还要求主馈线在调频频段内的驻波比小于1.08。

4、要求主馈电缆的绝缘电阻大于500MΩ。

五、调频天线的维护与管理

调频天线的维护与管理、调频天线大多数都固定在铁塔上。调频天线架设在几十米甚至几百米的高空,高空风大机械震动不止,金属构件容易疲劳受损。此外冬冷夏热温差较大、湿度大、有的地方还有酸雨,因此天线上的绝缘材料老化的快、金属材料锈蚀的快,而安装天线的地方在高空,技术人员不能经常的去巡护,天线出现毛病不易被发现。因此除在天线的选择上选择优良的产品,另一方面要加强天馈线的维护管理。

天线电气方面的维护项目和要求,目前参照部颁的电视调频广播发射天线馈线系统技术指标(Gy/t 5051-94)及电视调频广发射天线系统技术指标测量方法(Gy/t5052-94)进行。具体的做法是:时常监视机房端主馈线的驻波比的变化,如果发生变化应尽快查找原因、直至指标恢复正常。查找问题的主要方法是:采用分段测量驻波比的方法,一般先在主馈电缆的终端接上50Ω标准电阻,在其输入端测驻波比,来判断是否主馈电缆的问题,否则,问题可能出在天线上面。此时可以进一步在天线上分段测量,判断是哪根分支电缆的问题,或着是哪个天线单元的问题。

另外还要经常定期测量馈线的绝缘电阻(≥100ΜΩ)查看外导体的接地;查看各接头是否紧固、有没馈线过热现象;电缆充气的保持电缆内的气压,定期检查塔上天线部件的紧固情况有无松动、锈蚀、绝缘材料老化。

总之,只有充分了解调频广播天馈系统的工作环境和特点,合理选用适合的调频天线并完善和加强后期的维护管理,才能不断满足广播信号的完美覆盖和接收要求。

李艳春,女,本科,栖霞市广播电视台。

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