有线电视技术分析
2. 电磁波在空间的传播 无线电波的传播途径有地面波、空间波和天波,电视广播
所用频段均划在超短波以上,因此电视信号主要由空间波来 传播,属于视距传播。如图2.1所示。 图2.1中h1表示发射天线高度,h2表示接收天线高度,发射与
接收之间的距离为D。可用近似的公式来表示:
D 4.12( h1 h2 )
在实际情况中,由于直射波和地面反射波叠加作用,会 使信号场强出现峰点与谷点。在距离电视发射天线较近的地 区,接收天线架设高度并不是与信号场强成正比,而是有一 个最佳高度,h1——发射天线高度(m);
——接收电视频道波长(m);
d——发射天线与接收天线之间距离(m)。
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图2.5 天线的半功率角
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四、接收天线的选择与安装 (一) 有线电视系统对接收天线的要求
为保证有线电视系统的接收质量,要求接收天线具有良 好的电气性能、机械强度和安全保证。
(1) 接收天线要有较高的增益,以提高系统的接收质量;有 较好的方向性,以提高系统接收的干扰能力;有良好的阻抗 匹配特性,以减少反射干扰。
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2. 工作频带 满足天线各种性能规定参数的频率范围称为天线工作频
带或带宽,它与天线的结构及接收的频段有关。半波折合振 子天线的工作频带在VHF频段约40~60MHz,可适用接收 5~8个电视频道。对于单频道天线一般要满足8MHz带宽。 3. 天线增益
天线增益分为相对增益和绝对增益,一般接收天线的增 益是指相对增益,它代表了天线接收信号的能力或灵敏度, 用dB为单位,数越大增益越高。天线增益与振子单元数有关, 天线单元数越多,增益也越高。另外,天线增益与接收频带 宽度有关,频带越宽,增益越低。
km
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发射与接收之间除距离外,还有信号场强的问题。场强 是电场强度的简称,它是衡量电磁波强度的一个物理量。在
有线电视系统中,接收场强的单位是μV/m,我国规定用 1μV/m为基准,定为0dB,因此当场强用dB值表示时,单位 为dBμV/m,有时简称dB。
图2.1有线电电视视技信术分号析的传播
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(a)
(b)
图2.3 VHF频段用八木天线外型图
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2. UHF频段的接收天线 UHF频段的频率范围是474~954MHz,频率高、波长短,
其信号在传播过程中对树木及建筑物等的绕射能力较差,使 得传播损耗较大。因此,接收天线的增益及架设高度应尽可 能地提高。对有线电视系统而言,接收UHF频段通常采用15 单元以上的八木天线,其外观及结构如图2.4所示。
(2) 接收天线的结构、材料要满足一定的机械强度要求,以 提高天线抗风、抗冰负荷、防腐蚀等能力。
(3) 接收天线要有安全的防范措施,如避雷击要符合国家 GBJ57-83《建筑防雷设计规范》中的有关规定。
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(二) 接收天线及竖杆的安装 天线一般是架设在楼房顶上,如果安装在非楼房地区,
就需要单独立杆、建塔等。天线架设点在选择时应远离高压 输电线、广播线以及电气设施,以保证安全和避免引进电磁 干扰。 1. 竖杆的安装
架设接收天线用竖杆有多杆式、单杆式和铁塔式。 单杆式竖杆的高度通常在6~12m,一般由φ40~φ80mm的圆 形镀锌钢管构成,包括竖杆、横杆、拉绳和底座。单杆式竖 杆通常固定在建筑物顶上,底座要位于承重梁上,其常见结 构如图2.6所示。
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4. 天线的方向性 接收天线的方向性是指天线接收不同方向传来的电磁波
所具有的能力。 天线的方向性常用半功率角来表示。半功率角是指比引向器 方向最大灵敏度低3dB之点的夹角θ。如图2.5所示。
方向性保护一般指前后方的增益比,用dB表示,dB数越 大表明天线方向性保护越大,天线定向接收性能就越好,抗 干扰能力就强。
第二章 无线电视信号的接收
无线电视信号是指以电磁波形式传播的电视信号,主要 包括:VHF、UHF频段发射的本地区或电视差转台的电视节目; C波段、Ku波段转发的卫星电视节目;以微波传输的电视节 目等。这些都是有线电视系统的节目源。
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第一节 接 收 天 线
一、无线电波传播的特点 电视广播使用的频段为VHF、UHF、SHF,发射的信号是
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1. VHF频段的接收天线 VHF频段分为Ⅰ、Ⅱ波段,即VL:1~5频道,VH: 6~
12频道。在有线电视系统中通常采用方向性较强而频带较窄 的八木天线及所组成的天线阵作为接收天线。其外观及结构 如图2.3所示。
图2.3(a)所示的是五单元天线,通常用于1~5频道及调频 广播的接收。图2.3(b)所示的是十单元天线,如减去两个引向 振子即为八单元天线,八单元或十单元天线通常用于6~12频 道的接收。
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图2.4 UHF频段用八木天线外型图
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三、接收天线的技术参数 天线的性能是影响电视信号接收质量的一个重要因素,
其主要的技术参数有:输入阻抗、工作频带、天线增益及方 向性等。 1. 输入阻抗
天线与馈线相连的两个端点称为天线的输入端。天线输 入端上的信号感应电压与电流之比为天线的输入阻抗。基本 半波振子天线的输入阻抗约为75Ω,半波折合振子天线的输 入阻抗为300Ω
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二、接收天线的种类 天线的结构形式有多种,如八木天线、对数周期天线、
环形天线等。在有线电视系统中最常用的是八木天线,它实 际上是由一个有源振子作为主振子和若干个无源振子组成的 定向天线。这种天线具有增益较高,结构简单、安装方便等 特点。其基本结构图如图2.2所示。
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图2.2 八木天线的基本结构
上述频段内的射频调制信号。 1. 电磁波极化方向
电视台将调制放大后的射频信号通过发射天线转换为电磁 波辐射到空间,向四周传播。电磁波的极化方式分线极化和圆 极化,而线极化分为垂直极化和水平极化。圆极化又分左旋极 化和右旋极化。在传播过程中,电磁波是以电场矢量的取向作 为波的极化方向,并以地面作为参照面。我们将电场方向与地 面平行的电磁波称为水平极化波,而电场方向与地面垂直的电 磁波称为垂直极化波。接收天线在架设时要根据电磁波的极化 方向相应设置,即对于水平极化波在接收时要将天线水平设置, 而垂直极化波在接收时要将有天线电线视技垂术直分析设置。