浅析CATV系统接收天线

浅析CATV系统接收天线 ( ) 摘 要 :讨论了 CATV 系统接收天线的工作原理 、主要技术指标以及 VHF 频段 或部分频道天线有源 () 或无源振子大小 、间距与频道的关系 ,并给出了常用的 3 单元 、5 单元和 7 单元引向天线的一系列参 考数据 。 关键词 :CATV 系统 ;电磁波 ;半波折合振子 ;电压驻波比 ;辐射阻抗+ 文献标识码 :A() 中图分类号 : TN827 . 1 文章编号 :1007 - 7022 200217 - 0045 - 02 天线是一种向空间辐射电磁波或者从空间接收电 但是常用的还是引向天线 ,因为它具有结构简单 、馈电 磁波的装置 。接收天线是 CATV 系统的重要组成 部 方便 、易于制作和外形美观等优点 。下面就以引向天 分 ,其作用是把所需要的电视信号的电磁波接收下来 , 线为例作介绍 。 () 并转变为高频电流 ,经过馈电系统传输到接收设备 ,因引向天线实际上是由一个有源振子 辐射器和多此 CATV 系统的信号传输质量与接收天线有直接的关 () 个无源振子 引向器和反射器组成的定向天线 ,有源 系 。在城市中 , 接收环境较复杂 , 易受其他信号的干 振子可以是基本半波振子 ,也可以是半波折合振子或 扰 ; 在 乡 村 里 , 接 收 条 件 差 , 信 号 损 耗 大 。为 了 提 高 复合振子 ,一般都采用半波折合振子 ,以获得足够的天 CATV 系统前端的载噪比 ,保证 CATV 系统高质量地转 线输入阻抗 ,有源振子与馈电系统发生直接的电联系 。 播电视信号 ,在设计和安装 CATV 系统时 ,首先就应考 虑接收天线的选用问题 。下面仅就频率在 UHF 频段 () 无源振子 引向器和反射器是若干孤立的金属杆 ,他 以下的接收天线的工作原理 、主要技术指标 、天线大小 与馈线及有源振子没有直接的电联系 。所有振子都由 与频道的关系三个方面展开讨论 。 天线横杆固定在同一个帄面内 ,装在有源振子前面的 1 接收天线的工作原理() 叫引向器 通常有多根,装在有源振子后面的叫反射 () 在发射台中 ,已调制 调幅 、调频或调相的高频信 () 器 通常只有 1 根。根据引向器的个数不同 ,可以组 号电流经传输线从发射机输送到发射天线上 ,天线便 成 3 单元 、5 单元 、7 单元等不同类型的引向天线 。图 1 把高频信号电流转变为相应的电磁波 ,并向空间辐射 。为一个 7 单元引向天线的基本结构示意图 ,每个振子 该电磁波从发射天线辐射出去以后 ,将沿大地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面所 (λ)间距离为 0 . 15,0 . 25Π4 ,各振子的中间点定为零电 () 有方向传播 指全方向性天线。若在离开发射天线的 位 ,可安装在金属横杆上作固定定位 。 ( ) 另一点放置一折合导线 如折合振子,由于磁场线切 割导线的作用 ,就会在导线两端产生一个交变电动势 , 其频率与发射台的振荡频率相同 ,这个导线接收到电 磁波并将其转变为高频信号电流 ,所以称为接收天线 。 尽管接收天线有很多种 ,如基本半波振子天线 、折 () 合式半波振子天线 、引向天线 八木天线、对数周期天 () 线 宽频带天线、双环天线 、菱形天线 、十字形天线等 , 图 1 7 单元引向天线的基本结构示意图 引向天线的工作原理如下 : λ双向辐 射 变 为 单 向 辐 射 。当 无 源 振 子 长 度 大 于 2 Π点处辐射的功率密度与具有相同输入功率而天线本身 () 无损耗的点源天线在同一点辐射功率密度之比 。 一般比有源振子约长 5 %, 15 %时 , 就会反射振子 ηG 等于方向系数 D 乘天线效率: 天线的增益 的能量 ,习惯上称该无源振子为反射器 。当无源振子 A λ() 长度小于 Π2 一般比有源振子约短 5 %,10 %时 ,就 η()G = D 2 A 会把振子的能量引过来 ,习惯上称该无源振子为引向 η式中 ,天线效率 为天线的辐射功率与天线的 A 输入功率之比 。 器 。实践证明 ,在有源振子后面多加几个反射器 ,对提 高天线增益收效甚微 ,但是 ,在有源振子前面多加几个 天线增益分为相对增益和绝对增益 。相对增益引向器 ,天线增益却能够显著提高 ,因此 ,一般多单元 G即相对于基本半波振子的功率增益 ,它表示在均匀 d 引向天线是由一个有源半波折合振子 、一个无源反射 的帄面线极化的电磁场中 ,当天线最佳取向时 ,天线输 器和若干个引向器组成 。尽管引向器的数目越多天线 出端的匹配负载中所吸收的功率 ,与在相同条件下基的增益就越高 ,但当引向器增加到一定数量后 ,再增加 本半波振子天线输出端匹配负载中所吸收功率的比 引向器不仅对提高增益作用不大 ,反而使天线的其他 ( ) 值 ,以分贝表示 , GdB= 10 lg G; 绝对增益 G即相 d d 0 对于无方向性天线的功率增益 ,它表示在均匀的帄面 () 性能变差 如使天线频带变窄 ,输入阻抗降低等,天线 线极化的电磁场中 ,当天线最佳取向时 ,天线输出端的 的体积增大 ,成本提高 ,因此引向器的数量应该适当 。 匹配负载中所吸收的功率 ,与在相同条件下无方向性 2 主要技术指标天线输出端匹配负载中所吸收功率的比值 ,也以分贝 2. 1 天线的方向性 天线的方向性表示天线接收不同( ) 表示 。GdB= 10 lg G 0 0 方向传来的信号 相对增益与绝对增益之间的关系是 : () 电波所具有的能力 指接收天线。天线方向性的特性 曲线通常用方向性图来表示 ,它是表示天线辐射能量 ()3 G= GΠ1 . 64 d 0 强弱在空间分布状况的图形 。方向性图的尖锐程度可 或 ()( ) ( ) 4 GdB= GdB- 2 . 15 d 0 以用波瓣宽度来表示 , 它表示功率辐射的集中程度 。 一般接收天线的增益是指相对增益 。我们知道 , 波瓣宽度为功率方向性图上过半功率点的两矢径之间 天线增益与振子单元数有关 ,天线单元数越多 ,增益也 的夹 角 , 在 场 强 方 向 性 图 上 为 场 强 下 降 到 最 大 值 的越高 。 0 . 707处的 两 矢 径 之 间 的 夹 角 。夹 角 越 小 , 方 向 性 越 另外 ,天线增益与接收频段宽度有关 ,频段越宽 ,强 ,辐射的能量就越集中 ,同时抑制前方干扰波的效果 增益越低 。 就越好 。如果用一个参数来表示最大辐射方向能量的 2 . 3 辐射阻抗 天线向外辐射的功率可以想象为在一集中程度 ,这个参数就是方向系数 D ,其定义为 个等效电阻 ()D = PΠP1 M上的损耗 。天线辐射的总功率除以最大电流的帄方即 为辐射阻抗 。将某长度的偶极子中部馈电 ,从馈电点 () 式 1中的 P 为最大辐射功率密度 ,它是指在一定距 ( ) 看进去的阻抗称为输入阻抗 或馈电点阻抗,用该馈 离处 ,最大辐射方向上的功率密度 ; P为帄均辐射功 M 电点的电压与电流比表示 。一般说来 ,输入阻抗不同 率密度 ,是在同样的距离处 ,把同样的辐射功率均匀地 于辐射阻抗 ,但如果天线采用理想的导体制造 ,而且在 向四面八方辐射时的功率密度 。D 常用分贝表示 。天线的外部空间又无相当于电阻损失的空间损耗电 接收天线排除后面方向干扰杂波的能力称为前后 阻 ,则输入阻抗便与辐射阻抗一致 。半波振子辐射阻 ( ) 比 FB R,对发射天线而言 ,是防止向后发射的能力 , ()Ω 抗为 73 . 13 + j42 . 55,即包括电阻分量和电抗分量 。( 它表示辐射最强的正面方向的场强与相位差 180 ? 2 . 4 极化方向) 60的?反方向 上 的 场 强 之 比 , 用 dB 表 示 。前 后 比 越 无线电波分为水帄极化波和垂直极化波 。电波的 摘 要 :介绍了数字卫星电视接收机的特点和技术指标 , 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了数字卫星电视接收机的接收方法 。 关键词 :数字卫星电视接收机 ;数字信号 ;模拟电视信号 () 中图分类号 : TN948 . 55文献标识码 :A 文章编号 :1007 - 7022 200217 - 0047 - 03 随着广播电视事业的蓬勃发展 ,我国卫星电视节 机的特点并介绍一些常用的接收方法 。 1 数字卫星电视接收机特点目的上星传送方式已由传统的模拟方式转向数字压缩 方式 。从中央电视台 、中国教育电视台及省级电视台 1. 1 数字卫星电视接收机的组成 数字卫星电视接收的卫星节目来看 ,绝大多数频道已经应用了数字压缩 机电路框图如图 1 所示 , 抛物 面天线收到卫星信号以后送至调谐器 ,经 AΠD 变换送技术 ,故其传输的图像效果 差 不 多 能 达 到 DVD 的 水 帄 , 有的高符码率直播系统其节目的图像质量甚至可 入 QPSK 解调电路 ,再经卫星信道前向纠错解码 、解交 以与 DVD 媲美 ,在卫星电视节目已成为各地有线电视 织 、解复用 ,然后经 MPEG - 2 解码送出数字音频和模 台的主要节目源的今天 ,卫星数字电视节目的接收遇 拟视频 。数字音频又经 DΠA 变换送出左 、右声道的声 到了不少新的问题 。下面分析一下数字卫星电视接收 音信号 。模拟视频再经编码处理 , 可输出 R , G ,B , YΠ 帄面内合成电场分量的方向与地面垂直 ,则称为垂直 ,只有调整天线及匹配 很宽的频带内匹配是有困难的 极化波 ,垂直极化的发射天线和接收天线也必须垂直 系统的尺寸 ,才能在所需频带内匹配好 。一般来说 ,振 放置 。电视发射一般采用水帄极化 。 子的直径越大 ,通频带越宽 ,但若太大则笨重 ,因此要 ( ) 综合考虑 ,合理设计 。 2 . 5 电压驻波比 VSWR 电压驻波比表示天线中产生驻波时的最大电压 3 天线大小与频道的关系 V与最小电压 V之比 , 即 : VSWR = VΠV, 它 反 在引向天线中各无源振子虽不直接馈电 ,但在有 max min maxmin 源振子的作用下会产生感应电动势和感应电流 ,其幅 映出 ,由天线接收到的射频信号 ,从天线馈给馈线 ,再 度及相位不仅与无源振子和有源振子之间的距离有 由馈线送到电视机的传输效率 ,也就是天线 、馈线 、电 关 ,而且还和无源振子的长度有关 。如果无源振子的 视机之间阻抗的匹配程度 。当 100 %传输时 , 电压驻 长度和位置安排得当 ,能保证有源振子前方产生的场 波比 VSWR = 1 ,即阻抗匹配 ; 当不匹配时 ,电压驻波比 强是相加的 ,使天线的主瓣宽度变窄 ,而在有源振子后 VSWR > 1 , 此 数 值 越 大 , 传 输 效 率 越 低 。一 般 要 求 方所产生的场强是相减的 ,使天线的后瓣很小 ,因而增 VSWR 越接近 1 越好 ,但实际使用中只能达到 2 左右 。 2 . 6 频带宽度 频带宽度是天线可以正常工作的频率强了天线的方向性 ,有效抑制了后方的干扰 ,不同程度 范围 。由于 地抑制了左右两侧的干扰 。 [ 收稿日期 :2002202224输入阻抗含电阻分量和电抗分量 ,所以天线系统要在