一．序言

　　我臺的新聞廣播一直使用的是調頻廣播頻率，承擔著宣傳黨的路線方針、政策和安吉縣各項中心工作的任務。隨著電臺廣播宣傳改革的深入，廣播節目節目越來越受到廣大聽眾的歡迎。

　　但是近年來許多聽眾因收聽不好調頻廣播而苦惱，我臺在技術上做了許多努力：在2010年更新了發射系統。經播出效果的收測，都證明全系統未達到最佳狀況。收聽效果末能完全滿足聽眾的需求。

二．分析其主要原因有6個

　　（1）高山阻擋和丘陵地貌對調頻有很大的衰減作用，室內場強大大減落，室內比室外場強要低10dB左右。

　　（2）老百姓家中的電器越來越多，各種電器形成的干擾對調頻方式工作的調頻廣播干擾相對要嚴重的多；

　　（3）外地調頻電臺的干擾越來越嚴重，特別到晚上，外地天波的到來使吳江區調頻干擾場強達30dB以上。提高30dB發射場強和消除干擾源的問題都是很難解決的問題。

　　（4）我臺現有使用的調頻廣播頻率分別為100.1MHz(1Kw)、88.7MHz(1kw）。發射天線為雙偶極子兩層四面等功率分配，靈峰山海拔高度328.1米，天線掛裝的中心位置高度為35米左右。鐵塔截面為正四邊形。天線增益5.6dB輻射距離相對較短，場強值相對較低。

　　（5）天線的主饋線為SDY50-40，長度為50米左右米，主饋衰減約0.71dB。80根分饋線合計長度約90米左右，衰減約1.9dB。整個發射系統在天線前端合計衰減約2.61dB。（雙工器的衰減還沒在計算之內）。主饋輸出的功率分散到各分饋線的8單元板。

　　（6）我市調頻覆蓋區域主要是覆蓋我市的4面方向(距發射臺28~40公里，對遠處影響較大。

三．調頻廣播覆蓋技術改進基本方法一

　　（1）我們通過改變發射臺地址進行升級，選擇在安吉縣九畝田村的轉播臺作為實驗地址，此處距市區24公里左右，經度119°38′，緯度30°24′，海拔高度810米，鐵塔高度30米，四邊形角鋼結構。我們首先采用四層半波垂直極化單偶極子天線，發射機功率1kw,試播后采用德力2500場強儀對現有的單偶極子天線的覆蓋區域進行一次詳細的環路路測，得出場強路測圖和各點場強值得路測數據，了解整個覆蓋情況。經實際路測所得結果。主方向（向東）開闊地帶覆蓋到達蕭山機場接近80公里，通過路測場強値到達55dB，完全達到我縣調頻廣播覆蓋的需求。但是后背和北側受1030米的高山阻擋信號較弱，無法覆蓋。

　　（2）結合以上實際情況，要想改變四個方向服務區的場強值，無非只有提高發射機功率或提高天線的增益和天線方向性、天線掛裝高度上做文章。在提高發射機功率上做文章是完全沒有可能。只有在天線上做文章。

　　（3）為了保證北側整個市區和杭州方向達到最佳覆蓋效果，我們在九畝田轉播臺根據路測的實際數據和地形情況通過改變天線的形式，采用北面四層雙偶極子，東面四雙偶極子進行加權覆蓋，路測結果為北面面向安吉縣主城區方向受1030米的高山阻擋信號仍然較弱，東面到達蕭山機場方向場強値為40dB，東北面向德清縣方向40公里左右場強値為55 dB左右。

　　（5）根據以上兩種不同的天線形式的改變試驗，實測結果都不能滿足我臺實際覆蓋要求。因此我們否決了在九畝田建設調頻發射臺的計劃，決定在原安吉縣靈峰山發射臺的兩層四面雙偶極子天線進行改造。

四．調頻廣播覆蓋技術改進方法二

（1）靈峰山發射臺具體情況如下：經度119°38′，緯度30°35′，具安吉市區5公里，海拔高度328.1米，南偏西30°左右，鐵塔高度45米。天線中心掛高25米左右，

　　（2）原有的兩層四面天線為2008年中央模擬覆蓋改造，天線極化方式為水平極化，天線安裝布局為正裝，即天線延鐵塔中心軸線正裝，天線增益為5.6dB。兩層四面天線的分饋線長度分別為：

　　　　　 0°          90°        180°        270°

第一層A1= 7700m     B1= 6.93m   C1= 6.16 m     D1=5.39m

第二層A2= 7700m     B2= 6.93m   C2= 6.16 m     D2=5.39m   

　　 （3）通過原系統圖可以看出，原天線設計的中心頻率為97.5MHz，波長為3.0769m,分饋線的每一面都是等長的，相位相差90°，相鄰兩面的分饋線長度均梯減1/4波長，即0.77米。且順時針安裝。整副天線沒有零點補償和電氣下傾。采用的分饋線型號為SDY50-12。

五．結合當時的實際情況，我們做出綜合分析

　　1．原兩層天線的增益只有5.6dB,增益偏低；

　　2．原兩層天線安裝位置的鐵塔邊寬為2.8米，安裝布局為正裝，在計算分支電纜長度時沒有納入到波程差。

　　3．在分饋線的電纜長度設計上，僅設計了電氣長度，沒有考慮到電氣長度,即電纜的縮短率。

　　4．從0°的電纜長度可以分析推算公式為：

　　頻率為：97.5MHz，波長為λ

　　λ=300000000/97.5 MHz=30769mm,

　　1/2λ=1538.46mm

　　1/4λ=769.23mm(整數取值為770mm)

　　0°的分饋線長度取值為1/2λ×5倍，即7692.3mm,取整數位7700mm。

　　90°的分饋線長度取值為7700-1/4λ=7700-770=6930mm

　　180°的分饋線長度取值為6930mm-1/4λ=6930-770=6160mm

　　270°的分饋線長度取值為6160mm-1/4λ=6160-770=5390mm

六．重新制定天饋線系統方案

　　1．為解決以上問題，我們首先從增加天線的增益、零點補償、電氣下傾等幾個方面著手來提高天線增益。重新設計方案如下：

　　2．天線極化方式仍然采用水平極化；

　　3．首先將原兩層四面雙偶極子調頻天線擴展到四層四面雙偶極子天線，使天線增益提高到7.5dB;

　　4．在天線安裝方式上，天線采用逆時針偏裝約0.18λ即0.18λ≈554mm，鐵塔對角方向從結構（路徑）上減少波程差，改善天線與遠處空間合成場強的分布，改善水平方向圖的不圓度（軸比）。即天線板安裝時逆時針延鐵塔中心軸線偏離554mm

　　5．分饋線長度及零點填充、電氣下傾計算如下：

　　5.1分饋線為SDY-50-15,電纜縮短率為0.93，即1米電長度取分饋線物理長度0.93米

　　5.2水平覆蓋：

　　為了適應我縣調頻廣播覆蓋的最佳視覆蓋效果，調頻雙偶極子天線布陣應考慮到與覆蓋區域相適應的水平輻射方向圖。覆蓋范圍是天線的能見距離以內。發射天線高度，能見距離和天線下傾角度三者之間的關系：

　　能見距離（視距）KM=4.12(米+

　　1）我靈峰山發射臺海拔高度328.1米，發射天線高度25米，合計353.1米；

　　2）平原地區海拔高度20米，接收天線高度2.5米，合計22.5米；

　　3）靈峰山發射臺發射天線的視距96.8km≈4.12(米+米)

　　4）電波傳播的直視距離 Re 約為極限直視距離的 70%，即視距96.8 km×70%≈67.7km。

　　5）覆蓋范圍最大時水平方向的輻射角度=0.0278米；

　　6）靈峰山發射臺發射天線的輻射角度 0.52°=0.0278米；

　　7）覆蓋半徑只需35公里。

　　5.3垂直覆蓋 ：

　　地球表面曲率和天線架設高度，要使波束不平伸而要照射到覆蓋區域，技術上通過電流相位補償，控制波束角度，使得覆蓋區域有足夠的信號場強。

　　一般來說，下傾角的大小可以由以下公式推算：

　　下傾角θ=arctg(h/R)＋A/2

　　其中：θ--天線的下傾角

　　H--天線的高度

　　R--覆蓋半徑

　　A--天線的垂直平面半功率角

　　上式是將天線的主瓣方向對準覆蓋區域邊緣時得出的，在實際的調整工作中，一般在由此得出的下傾角角度的基礎上再加上1-2°，使信號更有效地覆蓋在本小區之內。

　　我臺靈峰山的發射天線高度h=353.1米，覆蓋半徑R=35km，天線的垂直面半功率角A=57°

　　θ=arctg(353.1/30000)＋57/2≈=88°（根據正切函數表查得），在此基礎上再加上1°。

　　理論值靈峰山最終下傾角度為3°

　　5.4、饋電系統電氣下傾以及天線第一、第二零點填充。

　　當調頻發射天線的主向與水平線為同一方向時，由于垂直垂直面方向圖的對稱性，使一半有效輻射功率因朝著水平線方向以上的方向發射而得不到利用。為盡可能多的有效輻射功率分布于覆蓋區域，同時又不多的降低發射天線的增益，應將發射天線主向往下傾斜一個適當的角度。

　　天線層數越多零點越多，二層由5個零點，四層由9個零點，多層天線零輻射點雖多，但影響的的是第一、二零點輻射角及所對應的輻射環帶。

　　根據以上數據我們重新計算排列出分饋線長度：計算方式如下：

　　頻率：100.1MHz、88.7 MHz；

　　中心設計頻率：94.4 MHz；

　　λ=300000000/94.4=3.178m

　　λ0=電纜縮短率0.93×3.178m=2.956m

　　SDY50-15分饋線最小彎曲半徑0.225m

　　基準長度：9m

　　最短分饋線長度：9m/2.956m（取整）=3

　　L0=3×2.956+0.225m=9.12m

　　垂直反射板中心距為3m

　　垂直方向波速下傾3°，零點填充12%；

　　水平方向旋轉90°，λ0/4=2.956/4=0.739m

　　　　　 0°             90°         180°            270°

第一層L1= 8.963m    L2= 9.702m    L3= 10.441 m      L4=11.180m

第二層L5= 9.120m    L6= 9.859m    L7= 10.598m      L8=11.337m

第三層L9=9.120m    L10= 9.859m    L11=10.598m     L12=11.337m

第四層L13=9.905m   L14=10.644m    L15=11.383      L15=12.122m

七．天饋線系統的實際安裝

　　天線安裝的鐵塔直線段高度為25米，截面邊寬為2.5米。天線反射板的尺寸為1.7×2.5米，如果再繼續增加兩層水平極化雙偶極子調頻天線，鐵塔上的天線安裝高度需要11.5米，而鐵塔調頻天線的安裝直線段只有8米，無法滿足安裝四層調頻雙偶極子水平極化天線的安裝要求。因此我們在天線的3米層間距離保持不變，四層天線的安裝高度我們通過改變天線反射板的安裝構件將反射板固定在下段鐵塔的變坡段，這樣實現了整個天線陣由兩層四面水平極化改成了四層四面水平極化天線陣。在不改變發射機功率和發射臺位置的情況下實現了加權，使天線的增益提高到7.5dB。

八．場強路測及實際效果

　　通過改造之后，采用德力DS2500數字電視場強儀路測覆蓋距離大約38公里左右，從我們大量實際在現場收聽、收測得情況進行了認真的分析：干擾區的干擾消失，覆蓋區的場強顯著提高，總體基本上提高了20dB左右。場強達到66dB,收聽質量很滿意，覆蓋效果相當理想。

　　實現了全向覆蓋，滿足了我縣調頻覆蓋發展的需求。（附第二次路測圖）

　　綜上所述:雙偶極子天線與單偶極子天線之間從天線形式、極化方式、增益、功率分配、方向性上沒有可比性，雙偶極子天線組陣后水平面全向覆蓋場型占有優勢，單偶極子的主方向場型覆蓋占有優勢。

　　以上參考  選自遠騰敬二所著書籍

　　在此衷心感謝浙江國兆科技有限公司的柏岡老師和中廣電設計院的崔廣龍老師為我們提供的技術支持。