H、V極化多載調頻波在隧道同頻廣播的實踐與應用

楊志斌　梁劍

摘 要：珠海是一個多山丘的城市，隧道是珠海市區(qū)的主要交通要道，直接貫通城市的南、北方向。本文主要敘述：（1）多載調頻波同頻廣播的工作原理和實施方案；（2）多載調頻波同頻廣播在隧道工作過程中出現新情況：水平極化調頻波工作正常而垂直極化調頻波的廣播效果很差；（3）在實踐過程中巧妙地利用一支調頻接收天線將其放置介于垂直極化接收和水平極化接收之間，并經適當的角度調節(jié)可使接收垂直極化FM91.5MHz信號場強和水平極化FM87.5MHz、FM95.1MHz場強基本一致，徹底解決了以前用一支調頻接收天線接收無法在隧道同時廣播兩種極化方式的調頻信號問題，為珠海調頻廣播覆蓋事業(yè)開創(chuàng)了新局面。

關鍵詞：H、V極化調頻波；多載波同頻廣播；狹窄傳輸；覆蓋效果

中圖分類號：TN934.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0051-02

1 前言

珠海是一個多山丘的城市，板障山隧道（1.2公里）是珠海市區(qū)的主要交通要道，直接貫通城市的南、北方向，多年來年隧道內一直都無法收聽到無線調頻廣播。2006年珠海廣播電視臺通過在隧道內進行了多載調頻波同頻廣播（在隧道內以多付發(fā)射天線輻射），隧道內才有了一些無線調頻廣播覆蓋，但當時的廣播覆蓋還不夠理想……2010年通過技術改造利用同軸泄漏電纜作為多載調頻波的主要載體，板障山隧道才有了比較正常的調頻廣播[1]。當時珠海廣播電視臺發(fā)射的調頻廣播是：珠海FM 95.1MHz（5KW）、珠海FM 87.5MHz（5KW）、中國之聲FM 99.1MHz（3KW）、廣東珠江經濟臺FM 103.8MHz（3KW）。它們是經過大功率四工器調諧后由同一付發(fā)射天線發(fā)射的水平極化調頻波。2012年由于珠海電臺廣播事業(yè)發(fā)展的需要，增加了一套“百島之星”調頻廣播：FM91.5MHz（3KW垂直極化）。百島之星調頻廣播開播以來其無線場強覆蓋的效果不亞于珠海FM 95.1MHz（5KW）。但由于板障山隧道是屬于無線電波在狹窄區(qū)域的傳輸，故其在板障山隧道的場強覆蓋也是很少的。通過“多載調頻波同頻廣播”，其結果為：噪聲比較大聲音幾乎聽不清楚。臺領導對此很不滿意，極力要求通過技術手段解決這一覆蓋難題，讓珠海老百姓能在隧道內聽到自己的“百島之聲”。

2 板障山隧道多載調頻波（水平極化）同頻廣播的工作原理

2.1 工作原理

利用多載波同頻傳輸技術，將隧道外收到的多載波調頻信號經過濾波和前放，用小功率發(fā)射機放大后，送入泄漏電纜。根據泄漏電纜既具有同軸電纜傳輸線的功能又具有發(fā)射天線的輻射功能的特點，把泄漏電纜作為多載波調頻信號的傳輸載體，這樣既解決了隧道內信號的傳輸問題，又解決了隧道內接收點的信號電平問題，從而實現多載調頻信號在隧道內的傳播和覆蓋[2]。

2.2 基本材料設備

八木五單元調頻接收天線一支，調頻段帶通濾波器一個（87.5—103.8MHz）、有線電視模塊放大器（MW-BLE-H）一臺，100W立體聲調頻發(fā)射機一臺，功分器一個，同軸電纜 SYWV- 75-12 30米，HCAAYZ-50-22皺紋射頻同軸電纜 20×2米；RMC50L-158-1泄漏電纜1200 ×2米（參數可參考漢勝漏纜技術指標）；HCAAYZ-50-12跳線 2×2根。DIN接頭一批，吸收負載（50Ω、5W）2個。

2.3 信號流程

信號流程圖1所示，將水平極化接收天線收到的四套調頻信號經帶通濾波器處理后，用SYWV-75-12同軸電纜送到北端口，于該處安裝一個模塊放大器（輸出電平：92---110dBuv），然后將其輸出送入100W立體聲調頻發(fā)射機進行放大，將放大后的RF信號用一個功分器分為兩等分，通過兩條同軸電纜HCAAYZ-50-22，分別送入兩條同軸泄漏電纜RMC50L-158-1進行信號傳輸和覆蓋。

3 技術探討和理論實踐

3.1 板障山隧道的物理結構和特點

板障山隧道的地理位置和物理結構較為特殊，它位于板障山山脈的中心處，經人工開鑿而成。隧道是按雙向四車道單向行車設計，南、北貫通珠海檸溪和拱北。隧道長1.21千米、寬12.3米（兩孔）、高7.45米，其頂呈半圓狀。珠海板障山隧道北端口圖如圖2所示。

3.2 板障山隧道北端口頂部調頻信號收測記錄

收測位置：隧道北端口頂部。收測條件：八木五單元調頻接收天線一支（8db）、鐵架一個，水管一條（長3米、Ф6cm），天線方向對向船底山發(fā)射天線。用電視場強儀收測，垂直極化和水平極化接收的實測數據如表1所示。

4 技術分析和實施方案

4.1 技術分析

由八木五單元水平極化調頻接收天線的實測數據可了解：利用同軸泄漏電纜作為多載調頻波的主要載體進行的多載調頻波同頻廣播，“百島之聲”噪聲比較大聲音幾乎聽不清楚是由于其載波場強比87.5MHz、95.1MHz小10.3db以上，被相鄰載波87.5MHz、95.1MHz嚴重壓制。假如其載波場強也能達到86db左右，那么其廣播效果必定和87.5MHz、95.1MHz的廣播效果一樣。如何能夠使得91.5MHz的場強和87.5MHz、95.1MHz場強一樣或基本一致呢？很多人很容易想到使用兩付八木五單元調頻接收天線。一付水平極化安裝另一付垂直極化安裝，然后通過濾波器處理，最后將它們混合在一起。其實這一方法是行不通的。原因是：無論是水平極化還是垂直極化接收到信號的場強都比較大，單頻濾波器的效果能做到≥35db就很了不起了，這樣的混合必然引起嚴重的交調和互調。使用多重濾波器也會帶來插入損耗而且調頻濾波器的價格也非常昂貴[3]。那么有沒有比較簡單的辦法呢？答案是肯定的。經過反復實踐，我們在實際工作中發(fā)現：將一支調頻接收天線巧妙地放置即將其放置介于垂直接收和水平接收之間（本文稱為Y極化接收天線如圖4所示），經過適當的角度調節(jié)可使接收91.5MHz場強和87.5MHz、95.1MHz場強基本一致（相差≦1.5db），徹底解決了以前用一支調頻接收天線接收無法在隧道同時廣播兩種極化方式的調頻信號問題，為隧道實現不同極化方式的多載調頻波同頻同時廣播奠定了基礎。

4.2 實施方案

其工作原理和水平極化多載調頻波同頻廣播的工作原理一樣，其結構簡圖如圖（3）所示，正常播出各測試點數據如表2所示。

5 播出傳輸效果

（1）發(fā)射機的輸出功率為60W，反射功率為0.2W，反射功率不隨輸出功率的大小而變化。（2）用小汽車上的收音機進行收測，時速50公里/小時，結果：FM 87.5MHz（5KW）、FM91.5MHz（3KW）、 FM 95.1MHz（5KW）、FM 99.1MHz（3KW）、四套調頻廣播均清晰，信號平穩(wěn)，無噪聲和陰影區(qū)，FM 103.8MHz（3KW）廣播還算正常，但感覺效果相比稍差，原因是調頻段高端信號的電平比較低。假如有條件可為每個頻道信號配備一個電平可的調單頻道濾波器，這樣就可解決信號傳輸電平不平行的現象。（3）發(fā)射機安裝在隧道口，維修方便，通風效果好，工作溫度比較低，故障比較少。

6 結語

珠海是一個多山丘城市，市內調頻覆蓋陰影區(qū)比較多，在隧道內實施多載調頻波同頻廣播作為覆蓋補點不失為一個好辦法。但隧道調頻覆蓋是一個非自由空間的調頻廣播，系統(tǒng)工程比較復雜，碰到的問題也比較多，技術難度相對較大。隨著調頻同頻同步廣播技術的發(fā)展和光技術、泄漏電纜技術的廣泛應用，珠海調頻廣播覆蓋事業(yè)必然會出現一個嶄新的局面……。

參考文獻

[1]方德葵，倪世蘭，錢岳林.電視與調頻發(fā)送技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2005.

[2]郝云飛，李來杰，傅文中.泄漏電纜輕軌干線覆蓋工程設計研究[J].電信工程技術與標準化，2010，（07）：36-38.

[3]陳文宜，彭永平.調頻廣播信號公路隧道補點覆蓋技術探討[J].世界廣播電視，2009，（09）：82-84.endprint