香港飞鹅山电视转播站的数码信号为什么要采用两种不同的极化发射?

在2014年11月之前,香港通信事务管理局对该发射站的说明是: 在飛鵝山發射站,電視頻道32、35及37現以水平極化發射。電視頻道62現以另一新天線發…
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这个问题涉及到香港的地理。

香港山多平地少,人口散居各处,因而无法使用单一的发射站来服务全香港的电视观众。然而香港有很大部分的人口(约50%)居住在香港岛北部与九龙半岛,因此对于数字电视广播的安排,也是先从这个区域开始,先开启位于慈云山的中央发射站(功率1kW,水平极化),然后根据各区情况,分期建设其他的主要与辅助发射站。

位于飞鹅山的发射站,属于“主要发射站”,主要是为新界东部(如西贡区)提供电视广播服务,因此发射功率也相应较高。因为这个波束基本上向东,与慈云山向南的信号方向明显不同,使用同样的水平极化不会导致互相干扰。但是对于九龙东南部(如观塘、蓝田、油塘等)与香港岛东北部(筲箕湾、柴湾、小西湾等),慈云山的信号出现了一些覆盖的盲区,因而需要在飞鹅山多建设一个发射设施,以便覆盖这些地区。由于涉及的范围较小,需要的发射功率也不需要太大,另外为了避免与慈云山与飞鹅山东波束的信号互相干扰,因此使用了垂直极化发射信号。

其实,香港不同地区也因为地理因素,无法直接使用一个发射站提供电视信号,因而需要使用多个发射站来提供信号,功率与极化方式(甚至是频率)也因应接收用户需要,以及尽量减少干扰而有所调整。这点其实很重要,因为数字电视广播开始后,会进入模拟与数字电视广播并存的过渡期,新增了数字电视信号,也必须确保原来的模拟电视信号不受干扰。

这里也解释一下“极化”是什么。无线电信号(其实就是电磁波)在空间中,其实是会有两个不停变化的变量,其一是“电场”,另一个是“磁场”。“极化”,就是说电场的振动方向,如果电场的振动方向与地平面一致就是“水平极化”,若是与地面垂直就是“垂直极化”。对物理系学生来说,如果不清楚“极化”是什么,其实这个就是物理学上说的“偏振”(Polarization)。

接收地面波电视信号,一般是用“八木天线”(一条有多条横向金属条的长竿,也因为此形状被广东人称为“鱼骨天线”),而这些横向的金属条,需要与无线电信号的极化方向一致,才能有效接收信号,所以知道电视信号的极化方向就会变得重要(虽然一般来说,大部分情况都是使用水平极化的)。

相比之下,如果是在一大片平原,例如日本的关东平原,情况就简单得多,首都圈一带(含东京都其邻近三县贴近东京的地方)靠东京晴空塔就已经能满足地面波电视广播的需要。。。