当前我国电视发射天线系统 存在的一些问题及解决方法（2）

波束下倾及零点填充一般有两种方法。

(一)机械方法

机械方法进行波束下倾及零点填充就是选择一层或几层反射板，使其沿水乎方向下倾一定角度g4，因此此种方法较适合于超增益天线＜反射板状天线＝如偶极子天线、双环天线等等。

多层天线出现零点的原因是上下层天线等功率同相位馈电，在此条件下，多层天线垂直方向性函数可用下式表达。

当F(9)＝0时，可求出不同天线层数的零点。求出零点后，当天线上、下等层功率同相位激励时，可使上层天线向下倾斜一个角度：

肋‘＝(9d+9d)/2 (1—3)

式中：9d是第一个零点

9d是第二个零点

如果N层天线，波束下倾的角度应为：

9‘，＝9’／N (1—4)

对于高山台，为了达到较好的覆盖效

果，可使多层天线同时下倾角度勋‘，则主波束下倾角为：

A ＊ 9‘N／N (1—5)

A为倾斜板数

二，电气方法

电气方法进行波束下倾及零点填充较适用于中大功率电视台。天线系统产生零点的条件是各天线单元在某一点产生的合成场强大小相等、方向相反。当上、下层天线之间的馈电相位改变时，使合成场为零处不再为零，从而达到零点填充的目的。

如果我们把多层天线上、下层分为两组馈电，上层天线馈电电流为I。，下层天线馈电的电流相位为I。少上下层天线层间距为S，则波束下倾角度6与馈电相位的关系如下：

由下倾角9可求出下层天线的馈电相位8、，根据8。可确定各层各振于分馈电缆的电气长度。当然此项工作最好借助于计算机来完成，使其既能满足零点填充又能满足束下倾的要求。一般要求，第一个零点填充15％，第二个零点填充7％。一般大功率电视台的波束下倾控制在30以内。

当N层天线分为两等分，采用电气方法波束下倾及零填充后，上、下层采用等功率，不同相激励，其垂直方向性函数可用下表示：

式中：Kp＝I1／I2，I1，I2分别是上、下部振子群的激励电流，8．是I1相对于I2的相位差。N是振于层数。S是振子层间距。9为垂直面的变化角度。F(QD)是单元振子的垂直方向性函数。

此外还可以采用改变上、下两部分振子功率比的办法来进行零点补偿。通常功率比为7：3。但此时天线的增益要下降 4％左右，且还要增加专门的功率分配器，这就增加了天线的造价与成本，故此法较少采用。

二、由天线双工器而引起的场型及驻波比变坏目前在分米波电视频段，有不少电视台为了节省天线采用多部发射机共用一套天馈线系统，但没有注意到会产生两个问题，一是水平方向性不好，二是驻波比不好。这主要是天馈系统设计不合理造成的。天线系统有两种馈电方式，一种是等幅同相馈电，即一层天线四个方向的振于馈电相位机同，另一种是90°相位差馈电，即一层天线四个面振子的馈电相位差分别是90° 一般等幅同相位馈电由于反射波的相位相同互相叠加，使驻波比变坏，即使加上其它的补偿手段，匹配带宽也不易展宽。而90°相位差馈电，使系统的反射波相位相反，互相抵消，因而其驻波比匹配带宽是比较宽的，在UIP可达xDMHz。但其方向性图带宽即是很窄的，只能用一单频道，有些用户并没有注意到这一点，盲目使用天线多工器，致使服务区水平方向性图变坏，为什么其水平方向性固会变成窄带呢?因为90°相位差仅对单频而言的，当频率左右变化时，四个方向的相位不再是90°相位差关系，积累到第三个方向，相位差得更多，同时安装偏置尺寸，也是对于某一单频的，随着频率的变化，偏置尺寸相对也变，因此水平方向性图变坏。如果在实用中取两频道的中间频率制造分馈电缆来产生相位差及安装天线的偏置尺寸，则两频道的方向图都不好，如果取单一频道来制造分馈电缆及安装偏置尺寸，则一个频道方向性图好，另一个频道则不好，如果三个频道三工，问题会更大。在实用中如何来解决这一问题呢?既能照顾到系统的水平方向性又能展宽系统的驻比带宽。我们做如下讨论：