王晉杰

(山西省廣播電視局中波臺管理中心，山西 沁縣 0 4 6 4 0 0)

0 引言

中波廣播有地波和天波兩種傳輸方式，白天主要靠穩(wěn)定的地波覆蓋，夜間則采用地波加天波覆蓋。中波廣播波長大，與調(diào)頻廣播相比具有繞射能力強，服務范圍廣，地波服務區(qū)穩(wěn)定等優(yōu)勢。中波發(fā)射臺站所發(fā)射的廣播信號在服務區(qū)某一處信號強度有多大，該處的收音機是否能收到，這就涉及到該點的場強及場強測量問題。對于廣播發(fā)射臺站來說，我們必須知道自己臺站的覆蓋范圍、收聽效果，必須進行場強測量。同時隨著社會的不斷發(fā)展，工業(yè)干擾、電氣干擾日益嚴重，高層建筑對中波的覆蓋干擾以及周邊地區(qū)的鄰頻同頻干擾，使得中波廣播收聽質(zhì)量明顯下降。為此，我臺決定對廣播服務區(qū)進行實地場強測量并根據(jù)測量的實地場強數(shù)據(jù)來做進一步的分析和技術改進[1]。

1 場強測量技術理論支持

1.1 廣播場強計量標識

中波發(fā)射機通過天線輻射電磁波，測量在空間中某處的電磁場，通常是用它的電場強度分量表示。場強就是電場強度的簡稱，它是通過場強儀的有源環(huán)形天線(以中波為例)在空間一點處感應電信號的大小，以表征該點的電場強度。其單位是微伏/米(μV/m)，而不是電壓或電平單位V、μV或dBμV、dBm。我們廣播監(jiān)測工作中通常用dBμV/m，就是以1 μV/m為電壓基準的分貝(dB)數(shù)表示的場強單位，記作dB(μV/m)。

1.2 服務區(qū)的可用場強

中波廣播服務區(qū)就是指電場強度達到或超過可用場強且收聽效果清晰的區(qū)域?？捎脠鰪娛侵府敶嬖谧匀辉肼?、人為噪聲和其它電臺的干擾時，為得到滿意的收聽質(zhì)量所需要的最小場強值。根據(jù)中波、短波廣播發(fā)射臺場地選擇標準的相關規(guī)定，我國中波廣播的標稱可用場強應為：1) 白天場強≥63 dB(μV/m)；2) 夜間農(nóng)村地區(qū)場強≥71 dB(μV/m)，城市地區(qū)場強≥77 dB(μV/m)[2]。

1.3 場強儀的工作原理

場強儀的工作原理就是利用環(huán)形天線在空中一點處與被測信號極化方向相同時，取得最大感應電信號，再通過傳輸電纜傳到場強儀的電平表輸入端口，根據(jù)電平表讀出該電平值就是可測得場強值，如圖1所示。

圖1 中波場強儀示意圖

DS1823AM/FM場強儀的射頻輸入接頭為50 ΩBNC型轉(zhuǎn)接頭；AM天線是德力DS18001有源環(huán)形天線(10kHz～30MHz)；場強儀DS1823用以精確測量中波、調(diào)頻廣播信號強度，配置中波標準天線DS18001的應用可大幅度改善中波信號的覆蓋面及接收質(zhì)量，并可應用于追蹤、查找非法電臺、干擾電臺及不法信號發(fā)射裝置的中波、調(diào)頻廣播信號，凈化電磁空間，維護通訊安全；接收模式：AM(調(diào)幅)FM(調(diào)頻)；頻率范圍：AM 530～1710kHz, FM 86～108MHz；步進頻率：AM 1kHz, FM 10kHz；測量范圍：20～120dBμV；分辨率：0.1dB；測量精度：±Db(20℃±5)；檢波方式：平均值檢波；天線接口：50Ω(BNC型接頭)。頻譜掃描：可監(jiān)測非法干擾信號的頻率；峰值保持：顯示峰值電平，可用于追蹤信號方向。

2 場強測量步驟及技術分析

2.1 場強測量的步驟

1) 測量場強之前制定測量線路：以我臺發(fā)射點為中心向四周延伸，根據(jù)地形以及人口居住情況，選擇4個方向。每條線路上測量點的間隔大約在8km～15km。利用DS1823AM/FM場強儀分別對4個方向，20個測量點，對廣播服務區(qū)(以發(fā)射臺為中心、半徑約27km，約4000km2)實地場強測量。其中測量點盡量選在可進入、電氣干擾較小、符合場強測量標準要求環(huán)境場地的地段。測量點間距可是等距也可以是非等距，重在要求測量點要符合中、短波廣播場強測量場地標準要求。

2) 通過GPS記錄測試地點經(jīng)緯度；場強儀與天線、電源；開機，輸入測量三套頻率，采用單頻率電平測量，開始自動測試；轉(zhuǎn)動天線，觀察場強儀測量值，記錄測得的最大值，即為該點實際場強值；打開收音機，收聽相應頻率廣播節(jié)目，進行廣播覆蓋效果的收聽并記錄打分。廣播覆蓋效果是指某一特定廣播電臺在它的服務區(qū)內(nèi)或者某一特定的接收地點，收聽該電臺播音的綜合效果。對廣播覆蓋效果的評價，采用國際上通用的信號強度S、人為干擾I、天電噪聲N、傳輸騷擾P、總體評價O表示，以五分制的形式來評定各項指標的等級。5分：信號很強，廣播節(jié)目不受任何影響，音質(zhì)好；4分：信號較強，廣播節(jié)目受輕微影響，但不影響收聽內(nèi)容；3分：節(jié)目信號受中等程度影響，大部分內(nèi)容可聽清；2分：節(jié)目信號受到嚴重影響，大部分內(nèi)容無法聽清；1分：節(jié)目信號受到非常嚴重的影響，節(jié)目內(nèi)容無法收聽。其中我們選擇中波收音機靈敏度為100μV/m或40dBμV/m，以保證搜索到中波廣播信號[2]。

2.2 場強測量技術分析

通過對各測量點測出的場強值進行技術分析比較，得出一些現(xiàn)象和結(jié)論。

1) 陡角村要比合尖村與發(fā)射臺的直線距離要遠。而結(jié)果顯示在陡角村測量的場強電平值要比合尖村測量的值要高，兩個測量點場強電平值相差4dBμV，其原因就是受到地理環(huán)境的影響——陡角村相比合尖村的測量點要開闊，而合尖村測量點恰巧在一高崖下方。

2) 以我臺發(fā)射點為中心，相同半徑長的測量點上，測出的相同頻率信號場強值是略有不同的。其原因就是中波白天以地波傳播為主，在傳播過程中受到傳播途徑上土壤和障礙物的吸收、阻擋而衰減。同時不同電器性能的土壤，對不同波長的電磁波阻擋、吸收量和繞射能力的影響也是不同的。

3) 在測某頻率的場強時，有時會出現(xiàn)天線對準電波來向場強弱，偏離該方向反而大的情況，這可能是電磁波傳播中受到高大山體或高大建筑物遮擋引起的。

4) 通過對漫水、白弧窯、漳源、權店、故城、石盤、新店、夏店等地的場強測量，基本上三套節(jié)目都能達到臺站要求的場強最低值。但在某些高山下和廣播服務區(qū)邊界區(qū)域，場強值不是很理想，但打開攜帶的AM收音機，基本滿足收聽該電臺播音效果。比如在白弧窯測量點測試場強時，三套頻率的場強值均低于我國中波廣播標稱的白天可用場強63dB(μV/m)，但使用收音機收聽三套節(jié)目信號，都符合中波廣播的聲音質(zhì)量等級(可聽度)3分(中)以上。

3 場強測量技術總結(jié)

通過上述技術分析及表1場強電平值我們總結(jié)如下：

表1 三套1km發(fā)射機的部分測量點場強電平值

1) 在野外測量時，場地應選擇平坦、開闊，避開周圍嚴重的電氣干擾的地方。最大限度減少測量區(qū)域的干擾雜音，能夠保障測量數(shù)值為場強的真實數(shù)值。特別需要注意的是，地勢高的地方測得的場強值是大于低處所測場強值。

2) 在測量時，若場強的數(shù)值處于連續(xù)變化的狀態(tài)，這可能是受到干擾噪聲影響，需要對信號進行反復測量，用提取中位值的方法，記錄場強數(shù)據(jù)，若信號處于穩(wěn)定的狀態(tài)，查看場強儀屏幕上的場強值，記錄場強數(shù)據(jù)。

3) 環(huán)形天線方向不同，測量值會有所變化，每次收測時應旋轉(zhuǎn)環(huán)形天線觀察場強值變化，取其中最大值作為記錄值，一般對著發(fā)射塔的方向時測得場強值最大。天線架得越高，遮擋物越少，測得場強值也會有所增大。

4) 假如有同頻鄰頻干擾時，場強儀的顯示數(shù)值變化較大，這是因為測量結(jié)果是幾個同頻鄰頻的合成場強。

5) 測量場強時，同時用收音機收聽節(jié)目信號，進一步確定場強服務區(qū)。

6) 如條件限制無合適測量點可選擇時，應該多找?guī)讉€測量點分別進行測量比較取其平均值，并應詳細說明和記錄測量點的環(huán)境條件。

7) 測量資料應妥善保管，以便與原始的測量數(shù)據(jù)相比較，為今后的場強測量及技術改造提供依據(jù)[3]。

4 結(jié)束語

隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的不斷擴大，高大建筑遮擋、電氣干擾等日益嚴重，自由空間的電磁環(huán)境復雜多變，背景噪聲場強越來越大，為此有必要對中波廣播服務區(qū)場強進行定期測量，進而了解覆蓋范圍及人口覆蓋率。通過對中波廣播服務區(qū)場強測量數(shù)據(jù)的分析，我臺總結(jié)了測量過程中遇到的技術問題及影響因素，同時要求技術人員要不斷加強技術維護能力，達到發(fā)射機“三滿”要求，注重加強對天線和地網(wǎng)的維護，以獲得符合國家標準的中波廣播服務區(qū)可用場強。