地表结构及频率对中波地波辐射场强的影响

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地表结构及频率对中波地波辐射场强的影响
由表 3亦可看出, 由于 100kW 机的工作频率高于 50kW 机 , 在 距发射台近区 , 100kW 机 的 场强明显高于 50kW 机 , 在距 发 射台 150km 处 两部机 器的 辐 射场强基本达到相等 。 当距离达 到 180km 时, 100kW 机的场强反 而低于 50kW 机的场强7dB 。
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用字母 R 表示 , 单位 为 S/ m( 西 门子 / 米 ) 。 地导系数的大小和地 表结构以及湿度、 温度等有关。 地 表结构不同的地区有不同的大地 导电率 , 即使在同一个地区 , 大地 导电率也随降雨量的多少和地下 水位的变化而变化 , 所以大地导 电率是一个概算值 。 在表 1中给出 了几种不同性质的地表层大地导 电率的参考值 。 抗衰落垂直振子中波天线的 主服务区主要靠地波来覆盖 。 地 波沿地面传播 , 因此, 地波的辐射 损耗和地表的导电率有很大的关 系。 大地导电率对中波地波辐射 场的影响可由公式导出 。 当电波 传播的距离不远时 , 地面的球状 弯曲影响不大 , 地面可以近似看 作 平 面 , 最 大 距 离 约 100 ~ 300km 。 在这个范围内 , 中波场强 E 可用自 由空 间辐 射体的 场强 广播与电视技术 # 2002 年第 1 期
3 山峰对场强的影响
地波沿地面传播 , 绕射能力 取决于波长 , 波长越短, 沿地面拐 弯绕射传播的能力越差。 在山区 , 电波传播受到地形的影响 , 许多 山峰的高度都接近甚至大于中波 的波长 , 因而对于沿地面传播的 中波会产生明显的阻挡作用 。 山 峰的阻挡作用使中波沿地面传播 长增大即频率减小时 , P 将急剧 减小 , 而衰减因子 L s 增大 , 接收 点场强 E R 也增大 。 表 2给出了工作频率对场强 影响的具体数据。 由表 2可以看出 , 同一发射台 的两部机器 , 甲机 50kW, 工作频 率 999kH z, 乙机 10kW, 工作频率 540kH z, 在近区 甲机因功 率大 , 场强比乙机大 。 但甲机频率高 , 地 波传播损耗大 , 当距离为 100km 时, 场强相差不大, 而当距离到达 200km 时 , 10kW 乙机 的场强比 50kW 甲机的场强反倒大3dB 。 对 小功率机来说 , 频率对覆盖半径 增大, 这种场强差也随之加大。 影响不明显。 对大功率机来说 , 工 作频率低的, 覆盖半径明显加大。 表 3 为 1999 年 3 月我们对 上海题桥发射台一部工作频率为 990kH z 的 100kW 全固态发射机 和 一 部 工 作 频 率 为 792kH z 的 50kW 全固态发射机 , 分别在同 一测试点对比测量的场强数据。 的衰减率增大, 场强减小, 传播距 离也减小。 波长越短 , 山峰对地波 传播的阻挡作用越明显, 越严重 。 图 1表示用飞机测量的中波 场强大小随距离变化的曲线 。 可 见 , 山峰使中波场强明显减弱。 表 4所示为我省 528中波发射 台工作在 819kH z 的 100kW 全固 态脉宽调制发射机在发射台南面 和北面两个方向辐射场强的实测 结果。 从我省的地形地貌来看 , 发 射 台南 面距发 射台 120km 的 地 区是平原地带, 地导系数较好, 辐 射场强较强 。 再往南至灵石境内 便进入山区 , 由于受山峰的阻挡 , 辐射场强急剧下降, 从介休两渡 到灵石工农大桥, 相距仅 5km, 场 强 衰减了 81 5dB 。 而在 发射台 北 面 , 近处有太原市区的高楼群阻 档 , 地导系数较差, 因此北部近距 离处的场强衰减也比较严重 , 在 距 发 射 台 41km 处 的 场 强 仅 为 87dB, 而在地导系数比较好的南
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则 E 0= m) = 173
30P (W ) / R( m) ( V / P (kW )/ R( km)
( mV / m ) 考虑到天馈线增益后, E0 ( m V/ m) = 173 P (kW ) # G/ R( km ) 而衰减因子 L s 可 由范 # 德 # 波尔公式计算: L s= 2 + 0. 3 p 2 + p + 0. 6p2
( 收稿日期: 2001 - 08 - 09) ^
线方向距发射台 51km 处的场强 达 到 了 89dB。 再 往 北 更远 的 地 方, 则 进入山区, 在 距发射台 120km 处的场强只有 65dB, 而在
美 国 仍 然 对 COFDM 调 制 格 式 感 兴 趣
SCRI 国际公司是一家有关 广播和专业视音频行业市场及技 术信息的源始信息供应商 , 它于 2001 年 9 月向全世界宣布 : SCRI 公司有关美国 DT V 过渡情况调 查结果表明, 尽管 F CC 声称支持 8V SB 调 制格式 , 但美 国电视台 仍然 对 COF DM 调 制格式 更感 兴趣。 SCRI 公司最近对美国电视 台的调查表明 : 若不考虑 18% 态 度 不 明朗 的 电 视台 , 那 么有 45 % 的电视台对 COF DM 感兴趣 , 准 备 从 8 - VSB 格 式 改 用 COFDM 格式 ; 53% 的电视台将 直接采用 COF DM 格式 。 鉴 于 COFDM 格 式 的 那些 最大支持商家拥有大量的电视台 (如 Sinclair 电视台等, 数量超过 60个电视台 ), 绝大部分包含在前 100家市场之内 (或名次更靠前 ), 故对这些电视台的数目总量情况 一目了然。 这两种调制格式各有自己的 优点 : COFDM 适用于离发射机 广播与电视技术 # 2002 年第 1 期 较近的地区及强反射建筑物或反 射地形的地区; 而 8 - V SB 适用于 离发射机较远的地区和较长的传 输距离 。 F CC 不考虑这些各自的 优点 , 在 一些 场合 指出 : 8 - VSB 是未来美国将要采用的标准调制 格式 。 但实际情况是, COF DM 是 一种世界标准格式 , 而 8 - VSB 不 是。 COF DM 的另一个优势是采 用了频率转发器 。 自从美国西部 大平原采用了转发器后, 就频谱 管 理来 讲 , 从 8 - VSB 改 用 COF DM 是一个明智的做法 。 在 那儿有 10个州 , 所采用的转发器 已超过 300台 (犹他州 、 俄勒冈州 和加利 福尼 亚州的 转发器 超过 600台 ), 大大扩展了地方电视台 的覆盖面 。 一家电视台的总经理 说 : / 如果我们不采用转发器, 也 许就不能覆盖我们的市场或电视 台就不能自负盈亏并在前 200名 市场中我们只能占有8个市场 。 0 如果决定在发送中由 8 - VSB 改用 COF DM 调制格式 , 那么电 视台所需承担的费用也就是更换 发射机中的激励器组 。 当行业中 开播的数字电视台超过 200个时 , 对做上述决定应持谨慎态度 , 或 者对不论已采用的哪一种调制方 式均持认可的态度。 这时, 未必就 一定要更改调制格式 。 在电视台 已采用 8 - VSB 的小市场中 , 不用 考虑种种优点或缺点 , 这种格式 更改也未必十分受欢迎 。 最后一 点 , 但不是最 不重要的, 由 于 DT V 接收机已十分昂贵, 故双制 式 (8 - V SB 和 COF DM ) 数 字 电 视机会成为投放市场的另一个扼 制因素 。 目前 , 进行数字电视广播的 美国电视台数量已达 208个 。 68个 市场已拥有发送 DT V 信号的电 视台, 覆盖了691 39% 的美国家庭 用户。
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地导系数对场强的 影响
地导系数即大地的导电率 ,
E 0和 衰减 因子 L s 的乘 积求 得: E= E 0L s 设自由空间无方向 、 无 损耗的理想点源天线发出的 电波传到距离 R 处, 则输入 到天线的功率 P 都均匀地分 布在以 R 为半径的球 面上 , 该 距离的能量密度为 P / 4PR 。 设
地表结构及频率对中波地波辐射场强的影响
地表结构及频率对中波地波辐射场强的影响
韩荣华
= 提
山西省广播电视局技术中心
要 > 本文结合实测的数据, 就大地导电率 、 中波辐射场区的地形地貌以及工作频率等因 辐射场强 地波
素对中波地波辐射场强产生的影响进行了分析。 = 关键词 > 大地导电率
对于相同功率的发送设备来 说 , 影响地波场强的因素, 除了发 射台的天线增益 、 天馈线的匹配 和地网好坏以外 , 还与沿途的地 导系数 、 发送设备的工作频率以 及地形地貌有关。
式中 p =
100P @ R ( km ) 2 6 @ R (S /m)@ K (m ) 由 于 p 和 土 地的 导 电 率 R
该点的场强 为 E 0, 则该距 离电 磁场功率密度为 E 02 / 120P。 两 者应该相等, 即: E 0 / 120P= P / 4PR
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( S/ m ) 成反比, 当 R 变小时 , p 将 增大 , 衰减因子 L s 变小 , 场强可 随之变小。 接 收点 场强 除了 采 取计 算 外 , 还可以查看地波传播曲线。 表 1为几种典型地面条件下 工 作频 率为 1MH z 的 1kW 机 从 地波传播曲线上看出的地波场强 值。 表 1的数据直观地说明 , 在距 离相同的情况下 , 随着地导系数 的变小 , 场强随之 减小。 随 着距离的
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工作频率对场强的 影响
因为 p 正比于 2 1/ K , 所 以, 当波
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Radio & TV roadcast Engineer ing/ JAN. 2002
地表结构及频率对中波地波辐射场强的影响
南线方面的平原地 带相同距离处测得 的场强为 77dB, 相 差 12dB 之多 。 综上 可见 , 中 波地波辐射场强的 大小和地表结构以 及发射机的工作频 率有着直 接的关 系。 潮湿的地 面和 开阔的 视野 具有良 好的地 导系 数, 有利于中波地波的传播, 如果 广播电台建在视野开阔的海边或 湿度较大的平原 , 中波地波可以 传得很远 , 即使距发射台很远的 地方也能满意收听。 而同样的广 播电台 , 若周围有山或高层建筑 群 , 则辐射距离明显减小, 收听效 率也会大打折扣 。 其次, 对于相同 功率等级的发射机而言 , 工作频 率越低 , 辐射场强的抗衰耗能力 越强 , 且沿地面拐弯绕射传播的 能力也越强 , 辐射场强的覆盖半 径就越大 。 反之 , 工作频率越高 , 中波地波的覆盖半径就越小。