調(diào)頻電視場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量關(guān)鍵問(wèn)題分析

董信

摘 要：云南大理位于云貴高原和橫斷山脈的結(jié)合處，地貌復(fù)雜，多丘陵，其復(fù)雜的地貌環(huán)境對(duì)廣播電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的影響較大，且不易于場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量。文章介紹了廣播電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)電壓、電平相關(guān)概念，分析了電視廣播信號(hào)電波特點(diǎn)，并總結(jié)了調(diào)頻電視廣播信號(hào)電波在空間某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻；場(chǎng)強(qiáng)；測(cè)量；崎嶇度

電視廣播信號(hào)在空中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量是電視信號(hào)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)工作，是信號(hào)監(jiān)測(cè)人員應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。但調(diào)頻電視信號(hào)以無(wú)線電波為傳播媒介，具有較強(qiáng)的抽象性，且云南大理的地形地貌、自然環(huán)境復(fù)雜。在該情況下，對(duì)空中某點(diǎn)的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量具有較強(qiáng)的復(fù)雜性。本文在分析信號(hào)電波特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究了電視廣播信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的注意事項(xiàng)。

1 電壓、電平與場(chǎng)強(qiáng)相關(guān)概念

電壓、電平和場(chǎng)強(qiáng)是廣播電視信號(hào)分析的3個(gè)基本概念，其表征的具體物理量具有本質(zhì)的區(qū)別，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加以區(qū)分。

1.1 電壓

1.3 場(chǎng)強(qiáng)

場(chǎng)強(qiáng)所表征的物理量為信號(hào)的電場(chǎng)強(qiáng)度，其是單位長(zhǎng)度導(dǎo)體在空間某點(diǎn)所感應(yīng)電信號(hào)的大小，單位為伏/米（uV/ m），場(chǎng)強(qiáng)可通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)得。

場(chǎng)強(qiáng)的單位uV/m中包含長(zhǎng)度m，實(shí)質(zhì)上電壓表（電平表）度量的電壓值為儀器輸入端口的電壓，而場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)量的電壓為單位長(zhǎng)度天線在空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)感應(yīng)電壓，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

1.4 電壓表與場(chǎng)強(qiáng)儀區(qū)別

場(chǎng)強(qiáng)儀和電壓表之間具有較大的區(qū)別，從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，場(chǎng)強(qiáng)儀是由天線和電壓表組成，而電壓表為無(wú)天線的場(chǎng)強(qiáng)儀。對(duì)于電壓和場(chǎng)強(qiáng)，電壓指電路中某點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)電平的電平值或電路中某兩點(diǎn)之間的電位差；場(chǎng)強(qiáng)為場(chǎng)的概念，指空間中某測(cè)量點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。場(chǎng)為場(chǎng)源中，謀特定區(qū)域某種特征量的分布。每個(gè)電荷的周?chē)嬖陔妶?chǎng)，其對(duì)空間另一電荷存在里的作用，實(shí)際其為兩電荷各自電場(chǎng)的相互作用。空間兩電荷作用力的存在，表征場(chǎng)強(qiáng)的存在。電路中的電流周?chē)泊嬖陔妶?chǎng)，即兩電流之間也存在力的作用。所以，電視廣播信號(hào)的測(cè)量實(shí)質(zhì)為對(duì)無(wú)線電視廣播信號(hào)在空間某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量。

2 電視廣播信號(hào)頻段電波傳播特點(diǎn)

2.2 調(diào)頻電視廣播信號(hào)傳播為非天波傳播

電離層對(duì)低頻信號(hào)電波的反射較強(qiáng)烈，但對(duì)高頻段信號(hào)點(diǎn)播的反射效果較差，幾乎無(wú)反射。電磁波信號(hào)傳入電離層時(shí)，電磁波不可正常反射，而是直接穿過(guò)電離層。因此，電視調(diào)頻信號(hào)為非天波傳播。

2.3 調(diào)頻電視廣播信號(hào)傳播為非地波傳播

中波電視廣播信號(hào)的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地面的粗糙度，因此，可將地面相對(duì)視為平坦面，其對(duì)電磁波傳播的影響較小，電磁波衰減率較低，因此中波可用地波傳播。調(diào)頻電視廣播信號(hào)為短波信號(hào)，地面上的障礙物對(duì)其傳播具有較強(qiáng)的阻擋作用，傳播的影響較大，信號(hào)強(qiáng)度衰減較大，因此不可地波傳播。

2.4 調(diào)頻電視廣播信號(hào)為空間傳播

（1）高頻電視廣播信號(hào)電磁波為空間波的直線傳播，其覆蓋面積較小，僅僅數(shù)十公里。（2）超高頻段信號(hào)電磁波衰減率較大，通常采用發(fā)射天線高架的方法增加其服務(wù)面積，發(fā)射天線通常安裝在地勢(shì)較高位置。（3）發(fā)射天線采用水平極化天線，以減小電焊、汽車(chē)等工業(yè)垂直極化的干擾。（4）水平極化天線的架設(shè)方便，其只需大于一個(gè)波長(zhǎng)的高度即可。3 調(diào)頻電視廣播信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量關(guān)鍵問(wèn)題分析

3.1 測(cè)量場(chǎng)地的選擇

3.1.1 固定測(cè)量站場(chǎng)地要求

（1）測(cè)量場(chǎng)地周?chē)貏?shì)平坦，400m內(nèi)無(wú)建筑物等障礙物影響，且無(wú)噪音波影響。（2）測(cè)量場(chǎng)地周?chē)鸁o(wú)高壓線路、變電站等，避免以上設(shè)施的信號(hào)干擾。（3）保障可實(shí)現(xiàn)全天候測(cè)量。

3.1.2 移動(dòng)測(cè)量站場(chǎng)地要求

（1）測(cè)量發(fā)射天線周?chē)貏?shì)平坦，無(wú)障礙物影響。（2）當(dāng)對(duì)特定環(huán)境電視信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)詳知測(cè)量點(diǎn)周?chē)h(huán)境條件及接受信號(hào)天線的具體位置信息。

3.2 測(cè)量天線的正常使用

（1）極化方式：發(fā)射天線的極化方式需與接受天線的極化方式相同。（2）天線安裝高度：天線通常安裝在水平面以上10 m位置。對(duì)于測(cè)量有一定困難的移動(dòng)測(cè)量，天線可安裝在4m高度，但此時(shí)需根據(jù)實(shí)際測(cè)得的校正因子對(duì)安裝高度進(jìn)行校正。（3）方向性天線方位：方向性天線的安裝應(yīng)使場(chǎng)強(qiáng)讀書(shū)為最大值。（4）接收天線與連接饋線。①接收天線和連接饋線應(yīng)與場(chǎng)強(qiáng)儀配套。②連接饋線應(yīng)與場(chǎng)強(qiáng)儀之間具有較好的阻抗匹配。饋線電纜的長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)，若太長(zhǎng)，則應(yīng)在讀取場(chǎng)強(qiáng)儀讀數(shù)時(shí)增加電纜損耗。③若更換接收天線，應(yīng)將接收天線與連接饋線一起校正。（5）正確調(diào)整天線的安裝高度和方位。

3.3 場(chǎng)強(qiáng)儀的正確使用與性能選擇

3.3.1 場(chǎng)強(qiáng)儀性能參數(shù)

3.3.2 場(chǎng)強(qiáng)儀性能參數(shù)的設(shè)定

（1）頻帶寬度與檢波方式。對(duì)于調(diào)頻電視廣播信號(hào)采用平均值檢波進(jìn)行電磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量，頻帶寬度宜選用一檔，以減小測(cè)量結(jié)果誤差。（2）檢測(cè)記錄。場(chǎng)強(qiáng)的檢測(cè)記錄應(yīng)包括以下方面：①檢測(cè)的時(shí)間與天氣情況。②信號(hào)類(lèi)別、頻道以及工作頻率。③信號(hào)發(fā)射臺(tái)經(jīng)緯度及地勢(shì)高度。（4）天線類(lèi)型、高度、信號(hào)發(fā)射功率及電損率。（5）信號(hào)檢波方式、場(chǎng)強(qiáng)儀的帶寬和測(cè)試場(chǎng)強(qiáng)的頻率。（6）測(cè)量?jī)x器的型號(hào)等參數(shù)。⑦參與檢測(cè)人員名單。（3）場(chǎng)強(qiáng)儀的使用前應(yīng)進(jìn)行精度校正。場(chǎng)強(qiáng)儀應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行周期性的對(duì)比校驗(yàn)，以避免誤判的可能。（4）場(chǎng)強(qiáng)儀的使用環(huán)境溫度要求。場(chǎng)強(qiáng)儀使用時(shí)應(yīng)按照要求，保證在適宜的環(huán)境條件下工作，即冬季保溫，夏季避曬。

3.4 時(shí)間—概率磁強(qiáng)強(qiáng)度

時(shí)間—概率磁強(qiáng)強(qiáng)度為規(guī)定測(cè)量方位，信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間變化時(shí)，測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值的時(shí)間與觀測(cè)時(shí)間的百分比。

（1）當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減時(shí)，應(yīng)對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)期檢測(cè)記錄，設(shè)定的檢測(cè)時(shí)間段為60min。（2）當(dāng)測(cè)量?jī)x器無(wú)自動(dòng)記錄儀時(shí)，將信號(hào)電磁波場(chǎng)強(qiáng)穩(wěn)定達(dá)到設(shè)定值的數(shù)值作為實(shí)測(cè)值，且每次的檢測(cè)時(shí)間不應(yīng)小于1min。

3.5 地點(diǎn)—概率磁強(qiáng)強(qiáng)度

地點(diǎn)—概率磁強(qiáng)強(qiáng)度表示測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)大于設(shè)定地點(diǎn)—概率場(chǎng)強(qiáng)值，其表征測(cè)量范圍內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度的分布情況。

50%地點(diǎn)—概率磁強(qiáng)強(qiáng)度值測(cè)量范圍內(nèi)的所有測(cè)量點(diǎn)中，50%以上的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值達(dá)到設(shè)定磁強(qiáng)強(qiáng)度值，該值的測(cè)量可通過(guò)多點(diǎn)測(cè)量或檢測(cè)車(chē)流動(dòng)測(cè)量實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，為了準(zhǔn)確客觀的獲得測(cè)量范圍內(nèi)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)值，可選取測(cè)量范圍內(nèi)10～20個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并統(tǒng)計(jì)測(cè)量范圍內(nèi)的50%地點(diǎn)—概率磁場(chǎng)強(qiáng)度值。

3.6 接收天線安裝高度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

當(dāng)前，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，甚高頻（VHF）和特高頻（UHF）的信號(hào)傳播曲線為接收天線距離水平面10m高度計(jì)算結(jié)果。因此對(duì)于電磁波電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量，應(yīng)采用10m高接收天線。對(duì)于移動(dòng)檢測(cè)車(chē)，由于天線過(guò)高時(shí)不宜移動(dòng)，其可采用4m高接收天線。對(duì)于米波段測(cè)量，磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值與天線高度程線性關(guān)系，即電磁場(chǎng)強(qiáng)度隨天線高度的增加而變大。

式中：——天線高度增益因子。

根據(jù)不同測(cè)量地點(diǎn)，天線高度增益因子可取不同值，如表1所示。

4 結(jié)語(yǔ)

云南大理地貌復(fù)雜，多丘陵，不易于廣播電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量。本文介紹了廣播電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)電壓、電平相關(guān)概念，分析了電視廣播信號(hào)電波特點(diǎn)，并總結(jié)了調(diào)頻電視廣播信號(hào)電波在空間某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量方法及注意事項(xiàng)，保證了電磁強(qiáng)強(qiáng)度測(cè)量的正確性和有效性。

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Analysis on the Key Problems of Field Strength Measurement of FM TV

Dong Xin

（Dali Peoples Broadcasting Station， Dali 671000， China）

Abstract： In Dali， Yunnan Province is located in the Yunnan Guizhou Plateau and Hengduan Mountains junction， complex landform， hilly， the effect of the complex geomorphic environment of radio and television signal strength larger， and not easy to field measurement. This paper introduced the broadcast television signal field intensity voltage level and related concepts， analyzes the characteristics of the radio and television signal wave， and summarized the FM radio and television radio signals at a certain point in space field measurement method and matters needing attention.

Key words： FM； field strength； measurement； roughness