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调频广播的天线升级研究
调频广播的天线升级研究 徐州市铜山区广播电视发射台在海拔200多米的泉山上。铁塔50米高。在 铁塔45米高的位置，安装有南京天线厂2005年产的调频半波偶极子天线。该天线 为四层四面十六片布阵，水平极化式发射。使用近五六年来，只是在2010年夏季 发生过因为玻璃钢罩破裂而进水的故障，修复后再没有出现过其他故障。天线虽 然已经到报废年限(室外天线使用的寿命为四到五年)，但是没有明显老化的迹象， 发射效果也一直令人满意：在调频一千瓦的功率时，有效覆盖半径达50公里。近 期江苏省广播电台要在我台增加转播一套广播的节目。增加节El，常规的做法无 非是再上一套发射机和天馈系统。可是El前5O米的铁塔上天线琳琅满目，2O米 以上都已经装满了天线。铁塔旁边还有三层楼高的发射机房，所以2O米以下不可能再装天线。我 台在播的广播节El有二套：一套是调频942MHz，功率是1KW，用的是上面提到 的半波偶极子天线；
一套是调频1011MHz一江苏交通之声，用的是两层垂直极化 天线。现在需要再增加一套江苏音乐之声的节目(调频97．3MHz)，使用多工器 共用天线是唯一可行的方法。如果能使用三工器将三套调频节El合成播出，连现 在的垂直极化天线都可以拆除，共用一副天线发射。因此重点问题是偶极子天线 可否同时发射三套节El。经过查找资料，以及和生产厂家沟通，认为使用多工器 的方案可行。共用天线的发射效果在理论上和单独使用一副天线没有多大差别。
El前在用的偶极子天线发射效果不错，这次工程是否能通过对它的升级改 造来实现呢这样既能减轻工作量还能节省资金。通过会议商讨，最终决定按改造 的思路来实行。
第一步就是到覆盖区做收测工作。2005年天线安装的时候，已经对收测数 据的做了详细记录。我们以发射台为中心，先到南面宿州方向，距离发射台35 公里，用标准的0db天线，架高到5米测得A套节El场强为42db，B套节目场强35db。
接着向西面肖县方向，距离发射台34公里，测得A套节目场强41db，B套节目场 强37db。向北面的利国方向，距离发射台33公里，测得A套节目场强有39db，B 套节目31db，考虑到这个方向有高楼遮挡，数据不太准确，继续向东测。在东面 的大许方向，距离发射台有36公里，A套节目场强有41db，B套节目35db。接着 向五十公里处测试，先到北面山东微山。距离发射台约51公里，测得A套节目场 强36db，收音机收听，音质良好；
向东走到邳州方向，距离发射台约50公里，测 得A套节目场强是36．5db。向西肖县西方向，距离发射台52公里，测得A套节目场强是36．8db。和以前安装时的记录对比，现在的场强略低。说明天线的老化 不是很严重。
第二步我们对天线的部件进行机械性能和电气性能检测。首先看阻抗变换 器。该阻抗变换器为一比十六的。输入为50欧姆，输出为十六只5O欧姆的 L27―50KF接头。变换器的最粗直径只有32毫米。经过公式换算，该阻抗变换器 的功率容量为1KW。再检测分馈电缆，电缆为SYZ50―5，防水罩是明显的老化。
偶极子的外导体，还是和新天线一样。检测内导体，镀银点微微发暗。我们用主 馈直接接单片偶极子，功率开到1KW发射，效果良好。接着把单片偶极子的天 线图纸绘出，和生产厂家沟通，该天线单片可承受1．5KW。16片布阵时，系统 功率可承载功率容量十千瓦。
除了功率外，还要考虑到其他频率点的的使用，我们用网络分析仪检测， 在馈管端口测试，发现天线的带宽只有3兆，与计划的情况有出入。大家分析了 情况，认为有三种可能：一是天线定制时就是按我们的主频94．2MHz设计，系 统部件只有3兆带宽，这种情况天线是满足不了要求的；
二是为了提高增益，调 试的时候把设计为宽带的天线调成了3兆带宽使用，这样的话通过调试还能再调 整回来；
三是部分器件按窄带设计，部分器件按宽带设计的，根据射频系统的乘 法叠加原理，系统合成就成了窄带的，这种情况就需要判断哪些部件是窄带的， 哪些部件是宽带的。接下来就要把系统结构分成几部分检测。先从阻抗变换器入 手。卸掉16片单偶极子板，接上50欧姆的宽频带假负载，发现带宽只有3．5兆。
然后用主馈直接接单片天线测试，带宽从85兆至11O兆之间的反射系数最低为 25db。
看来单片天线是宽带的，只是反射指标还不是太好(国标甲级指标为 265db)，只能达到乙级指标。综合上述情况，决定进行升级改造，方案就是更换 部件后系统调试。更换的主要部件：1．原1KW功分器换成10KW的；
2．分馈电 缆换成螺纹同轴电缆，单支电缆功率容量达到1．5KW以上；
3．防水罩，因为 已经使用有五六年，明显老化了，况且在201of-夏天有几片破裂了，决定全部更 换；
4．内导体考虑到它的重要性，也换成全新的。经过升级改造后，系统测试， 调频广播全频带88兆至108兆内，反射系数达到29db以上，指标为优良。在后面 的场强测试中，我们的主频道(原来也是这套天线发射的频道)~D2005年天线安装 时的场强数据相同。转播的广播(原是用两层垂直极化天线发射的)场强明显提高 到和第一套节目持平。经过一周的艰苦奋战，使用多工器使三套节目在同一天线 上发射。最后经过场强仪和实际收听的测试，各种指标和音质都达到了我们预期的效果，圆满、顺利地完成了这次调频天线的改造任务。
