調(diào)頻電視場強(qiáng)測量關(guān)鍵問題分析

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)境對廣播電視信號場強(qiáng)的影響較大，且不易于場強(qiáng)的測量。文章介紹了廣播電視信號場強(qiáng)電壓、電平相關(guān)概念，分析了電視廣播信號電波特點(diǎn)，并總結(jié)了調(diào)頻電視廣播信號電波在空間某點(diǎn)場強(qiáng)的測量方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻；場強(qiáng)；測量；崎嶇度

電視廣播信號在空中某點(diǎn)的場強(qiáng)測量是電視信號監(jiān)測的基礎(chǔ)工作，是信號監(jiān)測人員應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。但調(diào)頻電視信號以無線電波為傳播媒介，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，對空中某點(diǎn)的信號場強(qiáng)測量具有較強(qiáng)的復(fù)雜性。本文在分析信號電波特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究了電視廣播信號場強(qiáng)測量的注意事項(xiàng)。

1 電壓、電平與場強(qiáng)相關(guān)概念

電壓、電平和場強(qiáng)是廣播電視信號分析的3個基本概念，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 場強(qiáng)

場強(qiáng)所表征的物理量為信號的電場強(qiáng)度，其是單位長度導(dǎo)體在空間某點(diǎn)所感應(yīng)電信號的大小，單位為伏/米（uV/ m），場強(qiáng)可通過場強(qiáng)儀測得。

場強(qiáng)的單位uV/m中包含長度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，而場強(qiáng)儀測量的電壓為單位長度天線在空間某點(diǎn)的場強(qiáng)感應(yīng)電壓，即感應(yīng)電動勢。

1.4 電壓表與場強(qiáng)儀區(qū)別

場強(qiáng)儀和電壓表之間具有較大的區(qū)別，從結(jié)構(gòu)上來說，場強(qiáng)儀是由天線和電壓表組成，而電壓表為無天線的場強(qiáng)儀。對于電壓和場強(qiáng)，電壓指電路中某點(diǎn)相對于基準(zhǔn)電平的電平值或電路中某兩點(diǎn)之間的電位差；場強(qiáng)為場的概念，指空間中某測量點(diǎn)的電場強(qiáng)度。場為場源中，謀特定區(qū)域某種特征量的分布。每個電荷的周圍均存在電場，其對空間另一電荷存在里的作用，實(shí)際其為兩電荷各自電場的相互作用。空間兩電荷作用力的存在，表征場強(qiáng)的存在。電路中的電流周圍也存在電場，即兩電流之間也存在力的作用。所以，電視廣播信號的測量實(shí)質(zhì)為對無線電視廣播信號在空間某點(diǎn)電場強(qiáng)度的測量。

2 電視廣播信號頻段電波傳播特點(diǎn)

2.2 調(diào)頻電視廣播信號傳播為非天波傳播

電離層對低頻信號電波的反射較強(qiáng)烈，但對高頻段信號點(diǎn)播的反射效果較差，幾乎無反射。電磁波信號傳入電離層時，電磁波不可正常反射，而是直接穿過電離層。因此，電視調(diào)頻信號為非天波傳播。

2.3 調(diào)頻電視廣播信號傳播為非地波傳播

中波電視廣播信號的波長較長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地面的粗糙度，因此，可將地面相對視為平坦面，其對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)頻電視廣播信號為短波信號，地面上的障礙物對其傳播具有較強(qiáng)的阻擋作用，傳播的影響較大，信號強(qiáng)度衰減較大，因此不可地波傳播。

2.4 調(diào)頻電視廣播信號為空間傳播

（1）高頻電視廣播信號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，其只需大于一個波長的高度即可。3 調(diào)頻電視廣播信號場強(qiáng)測量關(guān)鍵問題分析

3.1 測量場地的選擇

3.1.1 固定測量站場地要求

（1）測量場地周圍地勢平坦，400m內(nèi)無建筑物等障礙物影響，且無噪音波影響。（2）測量場地周圍無高壓線路、變電站等，避免以上設(shè)施的信號干擾。（3）保障可實(shí)現(xiàn)全天候測量。

3.1.2 移動測量站場地要求

（1）測量發(fā)射天線周圍地勢平坦，無障礙物影響。（2）當(dāng)對特定環(huán)境電視信號的場強(qiáng)進(jìn)行測量時，應(yīng)詳知測量點(diǎn)周圍環(huán)境條件及接受信號天線的具體位置信息。

3.2 測量天線的正常使用

（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。對于測量有一定困難的移動測量，天線可安裝在4m高度，但此時需根據(jù)實(shí)際測得的校正因子對安裝高度進(jìn)行校正。（3）方向性天線方位：方向性天線的安裝應(yīng)使場強(qiáng)讀書為最大值。（4）接收天線與連接饋線。①接收天線和連接饋線應(yīng)與場強(qiáng)儀配套。②連接饋線應(yīng)與場強(qiáng)儀之間具有較好的阻抗匹配。饋線電纜的長度應(yīng)適當(dāng)，若太長，則應(yīng)在讀取場強(qiáng)儀讀數(shù)時增加電纜損耗。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 場強(qiáng)儀的正確使用與性能選擇

3.3.1 場強(qiáng)儀性能參數(shù)

3.3.2 場強(qiáng)儀性能參數(shù)的設(shè)定

（1）頻帶寬度與檢波方式。對于調(diào)頻電視廣播信號采用平均值檢波進(jìn)行電磁場強(qiáng)度的測量，頻帶寬度宜選用一檔，以減小測量結(jié)果誤差。（2）檢測記錄。場強(qiáng)的檢測記錄應(yīng)包括以下方面：①檢測的時間與天氣情況。②信號類別、頻道以及工作頻率。③信號發(fā)射臺經(jīng)緯度及地勢高度。（4）天線類型、高度、信號發(fā)射功率及電損率。（5）信號檢波方式、場強(qiáng)儀的帶寬和測試場強(qiáng)的頻率。（6）測量儀器的型號等參數(shù)。⑦參與檢測人員名單。（3）場強(qiáng)儀的使用前應(yīng)進(jìn)行精度校正。場強(qiáng)儀應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行周期性的對比校驗(yàn)，以避免誤判的可能。（4）場強(qiáng)儀的使用環(huán)境溫度要求。場強(qiáng)儀使用時應(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 時間—概率磁強(qiáng)強(qiáng)度

時間—概率磁強(qiáng)強(qiáng)度為規(guī)定測量方位，信號強(qiáng)度隨時間變化時，測量磁場強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值的時間與觀測時間的百分比。

（1）當(dāng)磁場強(qiáng)度衰減時，應(yīng)對測量信號進(jìn)行長期檢測記錄，設(shè)定的檢測時間段為60min。（2）當(dāng)測量儀器無自動記錄儀時，將信號電磁波場強(qiáng)穩(wěn)定達(dá)到設(shè)定值的數(shù)值作為實(shí)測值，且每次的檢測時間不應(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)度表示測量場強(qiáng)大于設(shè)定地點(diǎn)—概率場強(qiáng)值，其表征測量范圍內(nèi)信號強(qiáng)度的分布情況。

50%地點(diǎn)—概率磁強(qiáng)強(qiáng)度值測量范圍內(nèi)的所有測量點(diǎn)中，50%以上的測量點(diǎn)的測量值達(dá)到設(shè)定磁強(qiáng)強(qiáng)度值，該值的測量可通過多點(diǎn)測量或檢測車流動測量實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際測量過程中，為了準(zhǔn)確客觀的獲得測量范圍內(nèi)的實(shí)際場強(qiáng)值，可選取測量范圍內(nèi)10～20個測量點(diǎn)，并統(tǒng)計測量范圍內(nèi)的50%地點(diǎn)—概率磁場強(qiáng)度值。

3.6 接收天線安裝高度對測量結(jié)果的影響

當(dāng)前，國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，甚高頻（VHF）和特高頻（UHF）的信號傳播曲線為接收天線距離水平面10m高度計算結(jié)果。因此對于電磁波電場強(qiáng)度的測量，應(yīng)采用10m高接收天線。對于移動檢測車，由于天線過高時不宜移動，其可采用4m高接收天線。對于米波段測量，磁場強(qiáng)度測量值與天線高度程線性關(guān)系，即電磁場強(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

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