县级调频双鞭垂直极化发射天线的
设计
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与应用
县级调频双鞭垂直极化发射天线的设计与应用 摘 要:摘 要:富顺县青岭发射台双鞭垂直极化发射天线的重新设计安装，解决了铁塔空间小、天线安装受到限制的困难，同时也解决了该台调频信号无法全向辐射的难题，满足了富顺县调频覆盖的要求。本文介绍了调频广播双鞭发射天线的特点，计算分析了天线各项技术参数特性，对天线的安装使用条件作了简要说明，最后对天线在发射台使用后的实际场强覆盖效果作了预测。
关键词:关键词:双鞭天线;天线特性;驻波比测试;场强覆盖效果预测;
富顺县青岭发射台位于县城东南方向约15k，海拔高度460。全台承担着全县无线广播和电视节目信号的播出发射任务。调频发射台建于2007年，由于铁塔高度只有50，天线安装空间有限，发射台播出节目套数又较多，调频发射天线在塔身的安装位置严重影响了信号全向覆盖。我县广播村村响系统
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
建设目前暂时采用县台无线调频信号直接覆盖接收终端方式(正在实施的“先建两端，后建中间”的模式)，所以迫切需要改变其现状，调频发射天线决定选用一种轻型的形似双鞭的垂直极化天线安装于铁塔桅杆顶端，全向发射调频广播信号。调频发射台使用频率为94.6 Hz，发射功率1k。 1 天线结构
天线采用两条长度不同的鞭杆作为辐射振子，长鞭约为2/3个工作频率波长,短鞭约为1/3工作频率波长。图中馈电及匹配网络结构设计巧妙，简省了同轴阻抗变换器，并与天线辐射振子一同安装在金属底座上。由于天线直流接地，因此可安装在铁塔桅杆顶部，保证了天线水平场形不受塔身或桅杆的影响而变形，也不影响原铁塔的避雷作用和效果。天线设计定型后通过调整长、短鞭的长度来调试天线频率和驻波比。为保证天线水平全向辐射，天线宜适合安装在铁塔顶部。若安装在铁塔或铁塔桅杆一侧，则天线水平场形将受到较大影响，但这种情况适用于定向辐射要求的异形场形。 图1
2 天线计算分析
长鞭选取2.13，短鞭选取0.77。馈电点零点高度0.12时。天线利用ana-GAL天线分析软件进行计算。计算结果:天线输入阻抗在工作频率点为50.80+j6.89Ω，增益为3.51 dB。天线在f0?10Hz带宽内的输入阻抗、增益及反射损耗(驻波比)特性曲线如图2: 图2
天线场形分析:
天线水平场形为全向辐射，短鞭振子为天线辐射最大方向，不圆度小于等于1.3dB。但当天线安装于铁塔桅杆一侧时，天线水平场形将发生较大变化。例如:天线安装在直径为?180的桅杆上,天线与桅杆间距1300时，水平场形不圆度变化到约9dB，桅杆将严重影响到天线背向场强的覆盖效果。由于天线属于中低增益，垂直场形可以不考虑波束下倾，天线场形图如图3:
图3
天线若是安装在铁塔身的一侧，其水平场形变化将更大。因此天线的实际使用需要根据服务区地形的要求选择天线的安装位置。当主要服务区位于发射台一边时，天线可以采取在铁塔上侧装的方式安装。
3 天线实际使用后调频节目场强覆盖效果及预测
富顺城市地势趋于丘陵，但在服务区域内基本上相对属于浅丘陵地势)，服务区要求为全向，要求服务区半径25k以上。根据调频广播标称可用场强的标准，天线辐射场强对于调频应满足农村边界场强值46dB的要求。覆盖场强值的计算选陆地温带气候，时间概率50%，地点概率50%，发射功率1k，天线增益3.51dB，馈线损耗计为1.2dB，接收天线高度10。若折算成4米高度，单声道农村调频广播最低可用场强为42.7dB?V/。
按GY/T196-2003《调频广播覆盖网络技术规定》电波传播曲线，采用ITU-RP1546替代ITU-RP370模式，利用法国ADTI场强覆盖软件计算预测富顺青岭发射台调频场强效果。 图4 覆盖效果图
根据图4看，选用设计的双鞭天线，若按单声道农村调频广播最低可用场强为42.7dB?V/，覆盖半径约30k。村村响接收设备目前有厂家已做到接收场强低于30dB?V/时，S/N优于50dB。所以实际使用后完全可以满足富顺县境域内空中最远距离39k的覆盖要求。 4 天线驻波比测试
2013年天线系统建建成后，经DS-7710A网络分析仪测试，各项技术指标达到设计要求并系统通过技术验收，天线系统驻波比测试结果达到中国广播电影电视局《广播和电视天线系统运行技术指标》GY/5051-94标准中甲级水平。
调频天线系统反射损耗技术指标测试记录表如表1:
表1
频 率 (Hz)
92.5
93
93.5
94
94.6
95
95.5
96
96.5
反射损耗(-dB)
9
14
20
26
34
28
22
15
11
测试结论: Rax?-26.10dB ( 94,95Hz)，工作频点符合满足GY/5051-94标准中驻波比甲级水平要求。
5
总结
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天线设计结合了富顺村村响系统无线调频覆盖规划要求和考虑到现场安装条件的困难，通过计算机辅助优化设计确定天线结构和尺寸，最终使天线满足增益适合、驻波比好、负荷小、便于安装的要求，达到了调频广播全向覆盖富顺全县域目标。
双鞭天线的设计具备以下特点:
1)天线可在铁塔顶部安装，水平场形不受铁塔身及桅杆的影响;
2)天线风负荷小，安装方便，满足铁塔承载负荷要求;
3)
浙公网安备 33021202002483