徐暢 張忠琴 江蘇有線泰州分公司

垂直極化天線在地面數(shù)字電視傳輸中的應(yīng)用，能夠顯著提高數(shù)字電視的傳輸速率，優(yōu)化信號傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換模式，降低失真率，是現(xiàn)代數(shù)字化系統(tǒng)全面更新升級的集中表現(xiàn)。

1．垂直極化天線

垂直極化天線是在單級天線的理論框架之內(nèi)建構(gòu)的，所謂天線的極化是指當(dāng)天線進(jìn)行輻射時形成的電場強(qiáng)度方向，而垂直極化波的特征是，當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面標(biāo)準(zhǔn)面時的電波，也可認(rèn)為，凡是極化面與大地法線面平行的電波都可以被稱為垂直極化波[1]。基于電波的特性，水平極化傳播的信號在貼近地面時會在大地表面產(chǎn)生極化電流，該電流在傳輸過程容易受到大地阻抗作用的影響，產(chǎn)生一定的熱能而造成電場信號迅速衰減，但是使用垂直極化的方式，則能夠有效規(guī)避電流的影響，保障信號的有效傳播。當(dāng)信號天線是以垂直于地面的方向架設(shè)導(dǎo)線，產(chǎn)生垂直方向的電場時，該天線就被稱為“垂直極化天線”。常見的垂直極化天線為菱錐天線、柱形天線以及籠形天線，常見的垂直極化天線類型見表1。垂直極化天線地網(wǎng)的敷設(shè)對信號發(fā)射的安全性和傳輸效率具有直接的影響。例如，菱錐天線和柱形天線在使用過程中，往往采用的是簡易地網(wǎng)，其稀疏的結(jié)構(gòu)極易導(dǎo)致鏡像效率的低下，進(jìn)而造成垂直極化天線垂直方向圖的上翹。

2. 垂直極化天線在地面數(shù)字電視傳輸中的應(yīng)用

2.1 信號傳輸方向

垂直極化天線的信號傳輸是對平行矢量傳播的拓展和延伸，能夠有效促進(jìn)數(shù)字信號的傳輸。廣播電視臺傳統(tǒng)的電視頻道信號傳輸是基于電流模擬系統(tǒng)進(jìn)行活動的，主要分為長波和短波兩種形式并對應(yīng)不同的信號傳輸波形，這種模式下的信號傳輸，需要進(jìn)行多重信號模擬，盡管能夠保障較高的清晰度，但是在聲音的傳輸上具有一定的局限性，失真率普遍高居不下。采用垂直極化天線對電視頻道信號進(jìn)行傳輸，能夠有效提高信號傳輸?shù)尼槍π院驼鎸嵭裕瑹o需進(jìn)行多次信號轉(zhuǎn)換便可以依照電波矢量傳輸方向，直接進(jìn)行信息傳輸，不僅能夠保障視頻圖像的清晰度，而且能夠有效降低中間攔截幾率，提高信號傳輸?shù)男省?/p>

表1 常見的垂直極化天線類型

2.2 傳輸夾角的穩(wěn)定

將垂直極化天線應(yīng)用到地面數(shù)字電視傳輸之中，能夠有效保障信號傳輸夾角的穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的信號傳輸模式之中，傳輸夾角對信號波傳輸?shù)念愋途哂兄苯拥挠绊懽饔?，短波傳輸?shù)男盘枖z入波和接收波的循環(huán)周期較短，其對應(yīng)的傳輸夾角一般為銳角。相對而言，長波傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)，其信號攝入波和接收波的周期循環(huán)較慢，對應(yīng)的傳輸夾角則為鈍角，以適應(yīng)其信號傳輸?shù)乃俾侍卣鳌６怪睒O化天線的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)的傳輸模式，其信號波的傳輸值與地面天線接收信號的方向具有一致性，保障傳輸夾角始終處于銳角狀態(tài)，使信號傳輸波和接收波穩(wěn)定在直角信息輸送的范圍之內(nèi)，進(jìn)而有效提高地面數(shù)字電視信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，提高其傳輸速率。

2.3 雙射線信號傳輸模式的增加

雙射線信號傳輸模式是指在信號傳輸?shù)倪^程中，促進(jìn)信號傳輸系統(tǒng)的信號接收系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而構(gòu)建具有完整信號傳輸功能的結(jié)構(gòu)模式，以保障數(shù)字視頻信號的完整性。如圖1所示，廣播電視發(fā)射塔設(shè)定的信號傳輸網(wǎng)絡(luò)是一個圓圈狀的布局，其曲波狀的傳輸形態(tài)對應(yīng)的是雙射線信號傳輸模式。在利用數(shù)字衛(wèi)星進(jìn)行信號傳輸時，需要將電視波傳輸系統(tǒng)設(shè)定為一個有機(jī)整體，以確保外部信號波平臺的完善，在此過程中應(yīng)用雙射線信號傳輸模式，依據(jù)信號波矢量運行方向，構(gòu)建信號攝入波和接收波的周期循環(huán)體，可以及時對受到破壞的數(shù)字傳輸信號進(jìn)行彌補(bǔ)，以確保信號傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。與此同時，雙射線信號傳輸模式的增加，還能夠在垂直加護(hù)信號傳輸與系統(tǒng)信息之間建立其良好的信息關(guān)聯(lián)，保障信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。

2.4 數(shù)字信號傳輸功率的控制

圖 1 垂直極化天線信號傳輸圖

垂直極化天線在數(shù)字電視傳輸中最突出的表現(xiàn)就是對數(shù)字信號傳輸功率的有效控制。優(yōu)化數(shù)字垂直極化信號傳輸，能夠促進(jìn)電波信號傳輸?shù)母咝мD(zhuǎn)換，簡化傳輸流程，形成新型的數(shù)字傳輸結(jié)構(gòu)，以提高電視頻道信號傳輸?shù)撵`活性和機(jī)動性，解決我國電力信息傳輸過程中存在的地域差異問題，從而進(jìn)一步推進(jìn)城市化建設(shè)，縮短城鄉(xiāng)差距，為城市發(fā)展和鄉(xiāng)村發(fā)展的一體化建設(shè)提供技術(shù)支持，促進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)和全面建成小康社會目標(biāo)的實現(xiàn)。與此同時，垂直極化天線的應(yīng)用，能夠有效調(diào)整地面數(shù)字電視的數(shù)字功率變化，優(yōu)化數(shù)字電視成像信號，推動電子信息更新系統(tǒng)的逐步升級和完善，從而為我國數(shù)字化電視技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用鋪平道路[2]。

3. 結(jié)束語

綜上所述，在地面數(shù)字電視傳輸中應(yīng)用垂直極化天線，能夠有效改善信號輻射效果，最大限度消除信號攔截的可能性，為我國的現(xiàn)代化建設(shè)提供技術(shù)支持。