基于ITU-R P.1546的场强计算方法

（河南省新闻出版广电局104台，河南郑州 450003）

基于ITU-R P.1546的场强计算方法

刘向阳 李广强

（河南省新闻出版广电局104台，河南郑州 450003）

ITU-R P.1546在广播电视无线覆盖场强预测中的应用日渐广泛，基于此，从工作实际出发，以某个台站为实例，详细叙述计算场强预测值的方法，以供有关技术人员在工作中借鉴参考。

ITU-R P.1546；场强；计算方法

ITU-R P.1546是国际电联推荐的频率范围从30MHz至3 000MHz点对面无线电传播的唯一预测模型，适用于有效发射天线高度3 000m以下，距离1～1 000km的陆地、海洋或陆海混合的传播路径［1］。其以表格及图表的形式提供频率为100、600、2 000MHz，有效辐射功率为1kW的场强值，余者可通过内插/外推公式进行计算。

本文以河南省某台站为例，应用ITU-R P.1546-4建议书，介绍计算场强预测值的一种方法。有关ITU-R P.1546中关键参数的理解，请参阅《解读ITU-R P.1546建议书》一文。

已知参数如表1所示，求解50%位置、50%时间概率下90°方向上（以正北方向为0°）距离发射点42km处某点的场强预测值。

表1 台站基础数据表

1 数据准备

1.1 发射天线h1的标定

1.1.1 heff的定义。heff定义为从发射天线到接收天线的方向上3～15km距离间，超出地面平均水平的天线高度，如图1所示。对于陆地路径，接收点距离发射天线d≥15km时有h1=heff。

图1heff应用示意图

1.1.2 h1的标定。首先要从测绘部门或有关网站获取台站附近的海拔数据，计算出发射点90°方向上3～15km距离间的平均海拔havg（见表2）。

表2 海拔数据表

因此，有：h1=heff=海拔高度+天线挂高-havg=352+80-143.94=288.06m。

如果h1等于给定的8个标称有效高度（10、20、37.5、75、150、300、600m和1 200m）之一，则可通过查找曲线或表格，直接得到所需要的场强值。反之，可通过式（1）计算：

式（1）中，当h1＞1 200m时，hinf=600m；否则，hinf取h1之下最接近的标称有效高度。当h1＞1 200m时，hsup= 1 200m；否则，hsup取h1之上最接近的标称有效高度。Einf为在所需距离上hinf的场强值；Esup为在所需距离上hsup的场强值。

因h1=288.06m，则有：hinf=150m；hsup=300m。

1.2 频率f的标定

ITU-R P.1546提供标称频率值为100、600、2 000MHz的场强值，所需频率的场强值可在标称场强值间通过式（2）求得：

式（2）中，f为需做出场强预测的频率，finf为低端标称频率（f＜600MHz时为100MHz，否则为600MHz）；fsup为高端标称频率（f＜600MHz时为600MHz，否则为2 000MHz）；Einf为finf的场强值；Esup为fsup的场强值。

发射频道为CH20，f=527.25MHz，则有：finf=100MHz；fsup=600MHz。

1.3 距离d的标定

ITU-R P.1546建议书中提供了多达24幅的图来描述场强与1～1 000km距离范围间的曲线关系，如果可从这些曲线图上直接读出场强，则不需要进行距离d的内插，为得到更高的精度以及便于计算机运算，也可从ITU第三研究组（Study Group 3）提供的表格（http://www.itu.int/ ITU-R/index.asp?category=study-groups&rlink=rsg3-soft⁃ware-ionospheric&lang=zh）中得到场强值，如距离d不在表格给定的值内，则可通过对d的线性内插求得场强值E，如式（3）所示：

式（3）中，d为需做出场强预测的距离；dinf为表格内小于d的最接近的距离；dsup为表格内大于d的最接近的距离；Einf为dinf处的场强值；Esup为dsup处的场强值。

因d=42km，则有：dinf=40km；dsup=45km。其中，P.1546提供的200km以内距离d数值见表3。

表3 P.1546提供的200km以内距离d数值表（km）

2 计算方法

ITU-R P.1546建议书中定义有详尽的计算步骤，采用递归循环的计算方法，特别适用于计算机计算。本文简化了计算步骤，未考虑时间百分比、地点百分比、接收天线高度、净空角等因素的影响修正，仅适用于手工方式粗略计算。

2.1 低端标称频率finf时的计算

①当finf=100MHz，hinf=150m时，距离d的内插计算。查表4（该表由Study Group 3提供的表格化数据简化而来）可知：dinf=40km处，有Einf=47.902；dsup=45km处，有Esup= 45.199。将其代入式（3）有：

②当finf=100MHz，hsup=300m时，距离d的内插计算。查表4可知：dinf=40km处，有Einf=55.251；dsup=45km处，有Esup=52.533。将其代入式（3）有：

③当finf=100MHz时，h1的内插计算。将E（hsup）、E（hinf）带入式（1）有：

表4 ITU-R P.1546提供的表格化场强数据表1Frequency：100MHzTime：50Path：Land

2.2 高端标称频率fsup时的计算

①当fsup=600MHz，hinf=150m时，距离d的内插计算。查表5（该表由Study Group 3提供的表格化数据简化而来）可知：dinf=40km处，有Einf=44.194；dsup=45km处，有Esup= 40.906。将其代入式（3）有：

②当fsup=600MHz，hsup=300m时，距离d的内插计算。查表5可知：dinf=40km处，有Einf=52.395Einf=44.194；dsup= 45km处，有Esup=48.992。将其代入式（3）有：

③当fsup=600MHz时，h1的内插计算。将E（hsup）、E（hinf）代入式（1）有：

表5 ITU-R P.1546提供的表格化场强数据表2Frequency：600MHzTime：50Path：Land

2.3 发射频率为f时场强预测值的计算

前面对fsup、finf分别进行了距离d、有效天线高度h1的内插计算，将求得的E（finf）=53.694，E（fsup）=50.515代入式（2）有：

引入天线增益、馈线损耗的影响，即：

由以上计算可知，P=1kW，f=527.25MHz，h1=288.06m，天线增益为8.5dB，馈线损耗为1.2dB时，50%位置、50%时间概率下90°方向上距离发射点42km处某点的场强预测值为58.044dB（μV/m）。

若P=10kW时，同等条件下有：E=58.044+10log10= 68.044dB（μV/m）。

2.4 场强覆盖图的预测

沿用上述计算方法，分别计算出0°～359°（如以5°为间隔）方向上距离发射点等距点的场强预测值，就可以绘制出该台站的场强预测覆盖图，如图2所示。

图2 场强预测覆盖示意图

3 结论

从上述分析可知，针对ITU-R P.1546建议书的手工计算是比较繁琐的，并且精度也不高，不适于大数据量的计算。尽管ITU-R P.1546中提供了适用于计算机的计算方法，并给出了计算步骤和可量化的表格化数据，但由于计算参数很多，转化为计算机建模时工作也并不简单。因此，以ITU-R P.1546建议书为预测模型的应用软件屈指可数，而且价格昂贵。

［1］崔卫兵，刘向阳，李京.解读ITU-R P.1546建议书［J］.广播与电视技术，2012（4）：98-100.

Field Strength Calculation Method Based on ITU-R P.1546

Liu Xiangyang Li Guangqiang
（Henan Press and Publication Bureau 104，Zhengzhou Henan 450003）

ITU-R P.1546 is widely used in radio and TV wireless field strength prediction,based on this,from the practical work,taking a station as an example,the method of how to calculate the value of the field strength predic⁃tion was described,to provide a reference for the relevant technical personnel in the work.

ITU-R P.1546；field strength；calculation method

TN011

：A

：1003-5168（2017）01-0042-03

2016-12-10

刘向阳（1972-），男，本科，高级工程师，研究方向：广播电视无线覆盖。