提升无线麦克风的传输距离及信号品质,几步到位

http://www.audio.hc360.com2017年11月20日11:45 来源:慧聪音响灯光网T|T

音响灯光

     慧聪音响灯光网报道     无线麦克风的便捷性有目共睹,除了舞台表演,也被广泛用于KTV、会议室等场合。但是也有一些人认为无线麦克风没有有线的稳定,在传输距离上也受限制,其实并非如此。现在的麦克风技术在稳定性方面已经很先进了,在提升传输距离及信号品质上有其诀窍。

  

  (图片来源于SHURE官网)

  一、天线决定接收机的实际接收距离与品质

  无线传输距离主要是由发射器的功率及接收机的灵敏度来決定,直接提升发射功率或是接收灵敏度都可以增加使用距离与信号品质,但是两者的规格出厂后,使用者不能任意改变,尤其提升发射功率除了受到电波法规的限制外,造成多频道信号互相干扰的缺失也会越严重,产品本身耗电增加,使用时间大幅缩短,当然不是上策。

  另外,就是提升接收机灵敏度,理论上灵敏度提升6dB,接收距离可以增加两倍,但是实际上使用者並不容易任意改变接收机原來的灵敏度。由于无线麦克风系统在实际应用时,发射信号是经由装置在接收机的天线来接收,所以使用者要达到提升整体系统传输效果的唯一手段,就是要从接收天线的特性规格及安装工程来改善!

  二、天线特性规格简介

  在无线麦克风系统中,麦克风的无线信号由发射天线传播至空中,而接收天线则空中收集信号进入接收机,由此可知,天线是无线信号发射与接收的窗口,在传输距离与信号稳定度上,天线的功能是非常重要。选用可拆式天线输入装置的设计,让使用者在天线的类型与特性规格上可以依实际使用的需要,选择不同类型的天线来安裝,以达到最佳的接收效果。

  现将天线的主要特性规格介绍如下:

  1. 使用频率(Frequency)

  选择装置于无线麦克风接收机的天线,首先需要注意天线的使用频率,此项规格通常标示为使用频率范围,即所谓『频宽』,选用天线时,要注意接收机的载波频率,必须在天线所标示的频宽范围內,如此天线所接收的无线电信号才能有效的传输到接收机。一般天线的长度与使用频率的高低成反比,因此适用于 VHF 系统的天线明显长于 UHF 系统。

  

  (图片来源于SHURE官网)

  2. 天线阻抗(Impedance)

  天线的阻抗规格一般有 50 Ω与 75 Ω两种,因此必须选择阻抗为 50 Ω的天线,才能在信号传输上达到最佳的匹配,其特性指标通常以输入反射系数或电压驻波比(VSWR)来表示,阻抗特性良好的天线其输入反射系数一般可达到 -10 dB 以下或电压驻波比小于 2 : 1。

  3. 天线增益(Antenna Gain)

  天线的增益是表示天线对于信号发射或接收的能力,增益值是相对于一各单点辐射体(Isotropic radiator)而得,天线增益的单位以 dBi来表示,其中『I』是代表单点辐射体,是一個虛拟的球体能夠均勻的朝向四面八方发射或接收信号。一个基本的偶极天线(Dipole),理论上最大的增益值约 2.15 dBi,这是因为天线设计时的增益通常会有某种程度的集中性,才会得到大于 0 dBi 的数值,如果在设计时刻意将增益集中到某个方向,就称为定向天线(Directional),集中的角度越窄,增益越高,但同时其它方向的增益则会相对的衰落,使用者在安装时必须注意天线的指向性。

  4. 天线极化(AntennaPolarization)

  天线在实际使用上, 极化是一项容易被使用者忽略的特性,依照其电场分布比例大致可分为线性极化与圆极化两种,线性极化因装置方式不同可分为垂直或是水平极化,而圆极化取決于电场旋转的方向,呈现右手圆或左手圆极化。

  一般常见的天线几乎都是属于线性极化,例如单杆天线、同轴天线;圆极化天线则需要特別的结构设计,实际上会得到近似椭圆极化的特性,接收与发射天线之间的极化关系,会直接影响接收信号的品质,无线麦克风接收机天线若固定为垂直极化,而发射器因随使用者摆动将天线呈现水平极化时,接收机信号会在此刻产生极大幅度的衰落,造成接收信号品质不稳定,尤其使用环境越空况时,信号的落差幅度会越大,最后导致间歇性的断音现象,若采用圆极化天线,则对垂直或水平极化的信号都可以保持稳定的接收,就能有效避免这种现象,使信号不会在瞬间大幅衰落。

  

  (图片来源于SHURE官网)

  5. 天线辐射场型(AntennaRadiation Pattern)

  一个完整的天线产品规格中,天线场型是不可缺少的,它帮助使用者了解天线在增益最小值(Null)及主要波束(Main Beam)的角度与方向,天线场型图是包含垂直辐射面(Verticalpattern)与水平辐射面(Horizontal pattern),在装置天线时提供重要的参考指标。

  全指向(Omni-directional)与定向(Directional)两种天线的区別,标准的全指向天线接收角度为 360 度,使用上不需要调整天线装置的角度,定向天线则是以 3 dB 波束宽为指标,即天线增益从最大值衰減 3 dB 的角度范围与方向性,使用者可依应用环境的不同作选择,例如,当麦克风与接收机之间是无特定方向,而且近距离的使用环境时,可选择全指向天线;在远距离或特定方向的专业舞台上使用,通常选择定向天线,可以获得较佳的接收信号品质,並可避免其它方向的干扰信号。

  三、接收机装配正确的天线系统,才能获得最佳的传输效果

  1. 接收机在室內外短距离使用

  无线麦克风系统在家庭卡拉 OK、小会议室或小型演唱会等最基本的使用环境,只要利用接收机所配备的一对标准单杆全指向接收天线或标准同轴全指向接收天线,直接安装在天线输入插座上,拉直固定锁紧即可。虽然在室內外短距离接收使用,但也要保持接收稳定及避免杂音干扰为原则,使用单杆全指向天线时,由于金属机箱等于是天线另一半 1/4 波长接地端的元件,所以天线与接收机机箱尽量保持垂直方向。接收天线应尽量远离金属障礙物及杂音干扰源,才能获得最佳的接收效果。

  

  2. 接收机在室內外作长距离使用

  舞台演出或特殊环境需要长距离接收,除了接收机要选用纯自动选讯的专业机种外,对天线系统的装设更需要特別讲究。采用全指向外加天线,将天线架高或倒挂在天花板上,再用同轴电缆直接连接到接收机的天线输入插座,可增加接收距离及信号的接收品质。由于接收天线架设离地面越高,接收距离越远,但因同轴电缆拉长会产生信号传输的损耗,所以必须依使用距离选择损耗较小的电缆线,以补偿电缆线传输损耗。

  至于强波器的电源供应可由具有天线偏压输出的接收机天线座直接供应。在干扰信号较多的长距离环境下使用时,采用宽频双功定向天线,用腳架垂直落地加以固定,将天线指向无线麦克风使用的方向,因天线具有指向性及提供较高增益,可以获得更佳的接收效果。

  在同样的环境下采用具有圆极化宽频双功定向天线,可以消除因接收与发射天线角度的变化,瞬间所产生的信号衰落现象,获得更稳定的信号接收品质。

责任编辑:张晓仡

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