有线电视基础知识及应用.doc

二、广播电视接收天线及馈线 1.天线的功能 广播电视、无线电通信、雷达以及导航等工程系统都是利用无线电波来传递信息以完成整个系统的工作。天线是这些系统中用以辐射或接收无线电波的部件。天线的基本功能是将由发射机（或传输线）送来的高频电流(或导波)能量转变为无线电波并传送到空间；在接收端，则将空间传来的无线电波能量转变为向接收机传送的高频电流能量。因此，天线是导波和辐射波的变换装置，是一个能量转换器。 2.天线的划分 天线品种繁多，而且每个天线都有自己的特点、形状和用途，一般将它们分成几个类型：按工作性质划分，可分为接收天线和发射天线;按天线用途划分，可分为基台天线和移动台天线；按极化方向划分，可分为水平极化天线及垂直极化天线。通常使用的移动通信系统一般使用垂直极化天线，而电视广播系统一般使用水平极化天线。 (1)按发送和接收方式划分 按天线的发送或接收方向划分可分为全向天线和定向天线。 全向天线是在水平方向上表现为360°都能均匀辐射或接收电磁波的天线，也称为无方向性天线。全向天线的优点是覆盖范围大，在现代通信中被广泛应用。常用的棒子天线、苗子天线、鞭状天线都是全向天线。 全向天线电磁场的辐射能量在每个方位都一致，目前最普遍的全向天线是偶极天线，绝大部分的基地台都是内建偶极天线，其水平辐射范围是360°的波束，由于水平每个方向的能量都均等，由天线上方往下看形成圈状波束，若压缩其垂直辐射范围，传输距离将随着波束的集中而延伸，波束形状则会趋近薄饼。偶极天线的增益越大，表示波束垂直的半功率波束宽度(HPBW )越小，能传输的距离也越大。全向天线可以涵盖所有水平方向，因此通常安装于开阔、开放环境的中央位置；若是应用于户外，全向天线必须安装在大楼顶端或高处，并且位于信号涵盖区的中央位置，以便与其他定向天线装置通信构成单点对多点的星状拓扑。 定向天线是在水平方向上表现为一定角度范围辐射或接收电磁波的天线，也称为指向性线天线。定向天线的特点是天线辐射方向效率最高，抗干扰能力强，频率利用率高。常用的八木天线、倒v形天线、水平天线都是定向天线。 定向天线具有较强的固定方位，相比全向天线，定向天线传输距离较远，经常用于无线区域网络中短距离桥接（Bridge）。空间宽广的厂房、仓库以及跨马路的两栋大楼等都是理想的应用环境。 专门用于长距离通信的高定向天线，具有极窄的波束宽度与很高的增益值，也称为高增益指向性天线。例如:碟形（Dish）天线和格状(Glid)天线，通常用于点对点的通信连接，传输距离可达40 km。因为波束非常窄，天线彼此之间必须很精确的瞄准，而且天线之间的直视（Light of Sight）必须没有任何阻碍物。 (2)按形状划分 天线按形状划分常见的有: 1)八木天线。又叫引向天线。由一个阵子与多个引向组成，八木大线的优点是结构简单、轻便坚固、馈电方便、方向效率很高；缺点是频带窄、抗干扰性差。这种天线在后文中详述。 2）对称天线。由两部分长度相等而中心断开并接以馈电的导线构成，可用作发射和接收天线，这样构成的天线叫作对称天线。因为天线有时也称为振子，所以对称天线又叫对称振子，或偶极大线。总长度为半个波长的对称振子，叫作半波振子，也叫作半波偶极天线。它是最基本的天线单元，用得也最广泛，很多复杂天线是由它组成的。半波振子结构简单，馈电方便，在近距离通信中应用较多。 3)折合天线。将天线弯折成相互平行的对称天线称为折合天线。折合天线是一种调谐天线，特点是工作频率较窄。它在短波和超短波波段有广泛应用。 4}垂直天线。垂直天线是指与地面垂直放置的天线。它有对称与不对称两种形式，不对称形式应用较广。对称垂直天线常常是中心馈电的。不对称垂直天线则在天线底端与地面之间馈电。在高度小于1/2波长的情况下，其最大辐射方向集中在地面方向，故适用于广播。不对称垂直天线又称垂直接地天线。 5)倒L形天线。在单根水平导线的一端连接一根垂直引下线而构成的天线。因其形状像英文字母L倒过来，故称倒L形天线。倒L形天线一般用于长波通信。它的优点是结构简单、架设方便；缺点是占地面积大、耐久性差。 6) T形天线。在水平导线的中央，接上一根垂直引下线，形状像英文字母T，故称T形天线。它是最常见的一种垂直接地的天线。它的水平部分辐射可忽略，产生辐射的是垂直部分。一般用于长波和中波通信。 7）伞形天线。在单根垂直导线的顶部，向各个方向引下几根倾斜的导体，这样构成的天线形状像张开的雨伞，故称伞形天线。伞形天线特点和用途与倒L形、T形天线相同。 8)鞭状天线。鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线，其长度一般为为1/4或1/2波长。大多数鞭状天线都不用地线而用地网。小型鞭状天线常利用小型电台的金属外壳作地网。鞭状天线可用于小型通信机、步谈机、汽车收音机、军用电台等。 9)角形天线