第4章 电视接收天线.ppt

第四章 电视接收天线 电视接收天线是如何发明的： 1949年，美国一位经营天线电器具的商人约翰.威尔逊发明高架设室外天线。 天线(广泛意义) 通信的目的是传递信息, 根据传递信息的途径不同, 可将通信系统大致分为两大类: 一类是在相互联系的网络中用各种传输线来传递信息, 即所谓的有线通信, 如电话、计算机局域网等有线通信系统; 另一类是依靠电磁辐射通过无线电波来传递信息, 即所谓的无线通信, 如电视、广播、 雷达、导航、卫星等无线通信系统。 在如下图所示的无线通信系统中, 需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波, 或者将无线电波转换为导波能量, 用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。 第一节 天线的基本原理 ? 一.天线的工作原理 ? 天线是一种向空间辐射电磁波或者从空间接收电磁波能量的装置。电视接收天线作为有线电视系统接收开路信号的设备，其作用是将空间接收到的电磁波转换成在传输线中传输的射频电压或电流，接收天线输出的信号质量好坏，将直接影响到电视信号在系统内传输的质量。可以设想，若天线输出的信号中含有空间反射波干扰（右重影），或其它噪声干扰（如工业干扰），则在后续的电路中很难将这些干扰消除掉。 二、接收天线的基本工作原理 ? 天线本身就是一个振荡回路，但它与普通ＬＣ振荡回路不同，它是普通ＬＣ振荡回路的变形。如图4－2所示。 ?从图中电路的演变过程可见“图4－2（a）、（b）、（c）”，发射天线是利用了空间作为电容器两极板间的电感线圈的磁场，使得高频电磁波信号能够形成开路发射“图4－2（d）”，在发射过程中，已调制的高频信号电流由传输线从发射机输送到天线上，该天线便把高频信号电流转变成相应的电磁波能量，并向空间辐射。 图4-2　闭路振荡回路及天线开路发射 电磁波的能量从发射天线辐射出去以后，将沿地表面所有方向向前传播。若在离发射天线一定距离处设置接收天线，由于磁力线切割了接收天线（由金属导体组成），就会在接收天线中激励感应电动势，其频率与发射的振荡频率相同，因此，接收天线就会输出电信号。 由于天线具有“可逆性”，即：一副天线，既可作为发射天线使用，也可作为接收天线使用，它们所有的性能、参数均保持不变，称为天线的互易原理。所以接收天线的工作原理和发射天线的工作原理类同。 三、天线的作用 1、辐射和接收电磁波。由发射天线产生的电磁波向空中辐射，当接收天线受到空中电磁波磁力线的切割时，就在天线两端激起一定的交变电压——电动势，并转化成高频电流，通过同轴射频电缆传送给有线电视的前端处理设备。 当然能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。例如任何高频电路，只要不是完全屏蔽起来的，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或者从周围空间或多或少地接收到电磁波。但是，任意一个高频电路并不一定能作天线，因为它辐射和接收电磁波的效率很低。只有能够有效地辐射和接收电磁波的设备才有可能作为天线使用。 2、第二个作用是”能量转换”。天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量。 这首先要求天线是一个良好的电磁开放系统, 其次要求天线与发射机或接收机匹配。大家知道，发信机通过馈线送入天线的并不是无线电波，收信天线也不能直接把无线电波送入收信机，这里有一个能量的转换过程，即把发信机所产生的高频振荡电流经馈线送入天线输入端，天线要把高频电流转换为空间高频电磁波，以波的形式向周围空间辐射。反之在接收时，也是通过收信天线把截获的高频电磁波的能量转换成高频电流的能量后，再送给收信机。显然这里有一个转换效率问题。天线增益越高，则转换效率就越高。 3、增加接收电视信号的距离。?根据前述视距计算公式H＝4.12（ ）（km），电磁波的传播距离与发射天线的高度和接收天线的高度有关。当电视发射天线高度已定的情况下，适当增加接收天线的架设高度就可以增加开路电视信号的接收距离。 4、提高接收电视信号的质量。?由于空间存在着各种频率成份的无线电波，这些无线电波的方向来自于四面八方，对于需要接收的电视频道而言，其它无线电波均是干扰源，通过选择方向性强，具有一定工作频带宽度的接收天线，可以提高接收电视信号的质量。 除此之外，对天线有几个要求：1、天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上, 或对确定方向的来波最大限度的接受, 即天线具有方向性。  2、天线应能发射或接收规定极化的电磁波, 即天线有适当的极化。  3、天线应有足够的工作频带。  以上是天线最基本的功能和要求, 据此可定义若干参数作为设计和评价天线的依据。通信的飞速发