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调频广播发射天线形式对接收场强的影响测试与浅析

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  摘 要:以某转播台的一副调频天线为对象,通过改变该天线反射板的尺寸、天线的面数以及极化方式,分别测试了电场强度的数值,分析了调频发射天线对接收场强的影响,对调频广播的无线覆盖规划、电磁分析,具有借鉴意义。
中国论文网 /8/view-11515738.htm
  关键词:调频广播、天线形式、接收场强
  随着调频广播的数量和规模的发展,发射功率也在提高,然而我们发现,单个发射台的覆盖范围并没有扩大,大部分是反而减小了,原先收听很好的地区现在听不好甚至是听不到了,这其中固然有电磁环境变化的影响,但会不会还有其他方面的影响?发射台覆盖范围主要取决于接收点的电场强度,较以前相比,发射机的功率大多提高了,天线的高度是基本不变的,天线的增益也提高了,这些因素都对电场强度有提高的作用。那么天线形式的变化会对接收场强产生怎样的影响呢?
  一、测试方案设计
  1.测试目的
  1.1.反射板的尺寸对电场强度的影响。
  目前四面六层天线使用的发射板尺寸为水平宽度1.7m,垂直高度2.2米;将其旋转90度,即变成水平宽度2.2m,垂直高度1.7米后,测试相关频率的场强,分析比较测得的场强值。
  1.2.单面与多面天线在主方向上的发射效率比较。
  将四面六层天线改成单面六层,发射机功率设置为原先的四分之一,使得每面天线的功率保持一致,再测试相关频率在该方向上的场强和效果,分析比较测得的场强值。
  1.3.垂直与水平两种极化方式下接收场强的比较。
  将四面六层垂直极化天线改成四面六层水平极化,再测试相关频率的场强和效果,分析得出比较的结果。
  1.4 多种天线形式的综合比较。
  综合比较分析上述三种因素对接收场强的影响。
  2. 测试方法
  2.1. 测试方式:
  室外定点静止测试,通过标记接收天线三角架三个脚的方法保证每次测试时接收天线的中心位于绝对的同一水平位置,并保证每次测试时,接收天线高度均为最大高度(即同一垂直位置),测试时使用统一的读数方法,即保持中心点和高度不变,匀速缓慢地旋转天线一圈(水平直径1m左右),读取较为稳定的最大场强值。
  2.2. 测试地点的选择:
  拟在天线振子主方向(南北双向)的0度、±15度、±30度(顺时针为正)等方向上各选取3个点(分别距离发射台5km、10km、20km)进行测试。经过实地的勘踏,最终选取了15个点进行测试,(测试点位置见图一)。测试时采用统一的方法,并采取多次测量求平均值的数据。同时,测试时采取全频段扫频和选取四个高中低段(90.8、91.8、99.2、107.4)频率单独扫描的测量方法。
  2.3. 测试仪器:
  navigator AZ100场强仪、4m接收天线
  二、结果及分析
  由于数据量较大,分析时以107.4MHz的测试数据为例。
  1、反射板的尺寸对电场强度的影响。
  表1:不同发射板尺寸下接收场强值
  分析:从实验测得的数据来看,有4个点的数据为正值,最大值为3;3个点的数据保持不变,有8个点的数值为负值,最小值为-8;平均差距为-1.2;截尾平均值为-1。可见,2.2m宽×1.7m长的反射板比1.7.m宽×2.2m长的反射板效果要稍差。
  2. 单面与多面天线在主方向上对电场强度的影响;
  表2:单面与多面天线的接收场强值
  分析:多面天线与单面天线在每面天线获得相等功率条件下,单面天线的场强无论在正面还是背面均低于多面天线,背面自然可以理解,正面时可能是由于其他面的复合场强影响;正面时(+0度方向),多面天线约高于单面天线3~10dB不等,如果单面时的功率提高四倍,约增加6 dB,仍然要弱于四面天线;背面时,多面天线约高于单面天线10~20dB不等。
  3、垂直与水平两种极化方式对电场强度的影响;
  表3:不同极化方式下接收场强值
  分析:从表中看出,有9个点的数值为正值,即水平时比垂直时大,有5个点的数值为负值,即垂直时比水平大。水平比垂直时平均高2.53dB,去掉一个最大值和最小值后,平均水平比垂直时大2.69dB。可见四面六层垂直极化比四面六层水平极化天线的接收场强略低。
  4、不同天线形式下的电场强度的综合比较
  表4:不同天线形式下的电场强度的综合比较
  阴影部分表示同一地点不同天线形式下的最大值。
  可见,多面多层天线的接收电场强度相对最高。
  三、总结
  从此次测试的情况来看,我们并不能完全确定发射台覆盖范围减少的原因,但通过测试不同天线形式下的接收场强,我们发现不同的天线形式对接收场强的影响很大,其中多面多层的天线的效果最佳,所以,对于调频广播无线发射系统来说,要想提高接收点的电场强度,在天线上作文章是最经济和高效的,同时如果天线系统有问题,对接收点的场强影响也是很大的。因此深入开展对天线形式与接收场强关系的课题研究显得意义重大。此次研究为调频广播的无线覆盖规划工作积累了经验,对电磁分析具有借鉴意义。当然不足之处也是在所难免的,恳请各位同行指正,并希望和各位同仁一起继续研究和探讨。
  作者简介:
  赵青松 1982年10月生 男 安徽长丰人 大学本科学历 安徽广播电视台工程师,从事广播电视发射、覆盖工作十余年,熟悉广播电视发射、播出和信号传输等工作。

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