中波广播场强收测方法及影响因素探讨

2018-11-02朱德剑

西部广播电视 2018年19期

刘越朱德剑

（作者单位：浙江省第四广播转播台）

随着科技进步，地区经济快速发展，城市规模不断扩大，转播台周边建设增加，城市高楼林立，电磁干扰日益严重，地波传输过程中的损耗增大，中波广播覆盖范围受到较大影响。广播传媒行业不断发展，中波依靠其特有的传输特性，与调频广播形成互补，在传播范围上弥补了短波的不足。为切实掌握中波广播播出情况，了解中波广播实际覆盖区域，各中波广播转播台需定期进行场强收测。本文结合浙江省第四广播转播台（以下简称“我台”）场强收测工作经验，浅谈中波广播场强收测方法及影响中波场强覆盖的相关因素。

1 传输特点、基本概念及覆盖标准

1.1 中波广播传输特点

中波广播传输形式为沿地表传播的地波和经电离层反射的天波。白天中波主要以地波传输为主，天波被电离层吸收；夜间除以地波形式传输外，还有较强的天波传输，天波被电离层反射，可达到较远地区，会对其他地区中波广播覆盖造成影响。

1.2 场强覆盖基本概念及标准

可用场强：当存在自然噪声、人为噪声和同邻频发射的干扰时，为得到满意的收听质量所需要的最小场强值。

覆盖区：大于等于可用场强且收听效果清晰的区域。

可用场强标准：根据相关规定，我国中波广播的标称可用场强应该满足以下要求：（1）白天场强应≥63 dB（μV/m）；（2）夜间农村地区场强应≥71 dB（μV/m），城市地区场强应≥77 dB（μV/m）。

中波广播的声音质量等级（可听度）：（1）5分（优）：极佳，满意；（2）4分（良）：好，基本觉察不出噪声或失真；（3）3分（中）：一般，有明显的噪声或失真；（4）2分（差）：差，噪声或失真较为严重；（5）1分（劣）：低劣，噪声或失真十分严重。

2 收测内容、方法及步骤

2.1 收测内容

中波广播的收测内容主要为电场强度的测量和广播效果的收听，即测量覆盖范围内的电场强度是否达到可用场强的标准，以及对实际收听到的广播效果进行可听度打分，以此确定各频率实际覆盖范围和覆盖效果。

一般中波广播场强收测主要需对以下内容进行测量：测量各发射频率白天和夜间在市区的定点场强以及实际可听度，以了解各频率在市区覆盖效果；测量各发射频率白天和夜间的城市临界场强所在位置，并判断可听度，得出各频率实际有效覆盖区域，绘制场强覆盖图；测量各发射频率白天和夜间的底噪，以了解覆盖范围内生活电磁干扰及邻近频率干扰情况。

2.2 收测方法

为确保收测工作顺利进行，需根据收测内容策划相应的收测方案和预定路线。根据不同测量内容，一般可采取以下几种测量方法。

临界场强收测：为了解中波广播各频率实际覆盖范围和效果，需找出各方向上的临界场强点。

确定收测路线：为精确绘制场强覆盖图，一般以中波台为原点选择8个方向规划收测路线，各方向路线应尽量均匀辐向分布。若条件限制，为保证收测所得实际覆盖区的基本准确性，应至少选择4个收测方向（如以往有做过类似的临界场强测量，可参考以前选定的路线进行收测）。以浙江省第四广播转播台收测工作为例，按东、东南、南、西南、西、西北、北、东北方向选定如下路线：（1）东（萧山机场方向）：发射台—秋石高架—西兴大桥—清江路—机场高速—萧山机场；（2）东南（绍兴方向）：发射台—秋石高架—西兴大桥—清江路—建设四路—G104往绍兴方向；（3）南：四台—秋石高架—中河高架—复兴大桥—时代大道高架—时代大道—桥戴线往南；（4）西南（富阳方向）：发射台—鹜江路—之江路—G320往富阳方向；（5）西（临安方向）：发射台—秋石高架—艮山西路—天目山路—留下—天目山西路—S102往临安方向；（6）西北（安吉方向）：发射台—秋石高架—中河高架—上塘高架—留石快速路—莫干山路—勾庄互通—良渚街道—祥彭线往安吉方向；（7）北（湖州方向）：发射台—秋石高架—崇杭街—塘康线—S09—S304—雷甸镇往北；（8）东北（余杭方向）：发射台—秋石高架—石大快速路—世纪大道西—人民大道—许村镇—许村大道—硖许公路往海宁方向。

寻找临界场强点：沿预定路线行进并收测各发射频率的场强，若所测值大于临界场强，则沿路线继续前行一定距离后测量，若所测值小于临界场强，则沿原路线返回一定距离后继续测量，以此往复，直至找到临界场强所在点位。夜晚按原路线返回，寻找各发射频率的夜间临界场强点。

定点收测：主要用于覆盖区域内的特定点位收测，以了解覆盖区域内各点位实际覆盖效果。

根据城市人口密集度、高楼建筑分布情况确定收测地点，记录各发射频率的白天和夜间场强，并用收音机收听相应频率的节目，判断节目可听度等级。以我台收测工作为例，选取了武林广场、龙翔桥、钱江新城等标志性地点。

为更准确地了解市区各方位覆盖效果，沿预定路线分别在距发射台一定直线距离处按固定间隔选定若干测量点，记录各发射频率的白天和夜间场强，并用收音机收听相应频率的节目，判断节目可听度等级。

底噪场强收测：沿预定路线行进并收测记录各发射频率关机时白天和夜间的背景场强值，即为底噪场强。某个发射频率的底噪值可取中心频率所有收测值的算术平均。

2.3 收测步骤

某个点位实际场强测量可按如下步骤进行：（1）记录测试地点经纬度、天气及测试环境等；（2）架设天线，连接场强测试仪、天线、电源等；（3）启动场强测试仪，输入收测频率，开始自动测试；（4）转动天线，观察场强测试仪测量值，记录测得的最大值，即为该点实际场强值；（5）打开收音机，收听相应频率广播节目，进行可听度打分并记录。

某个点位底噪场强测量可按如下步骤进行：（1）对应收测频率发射机关机；（2）按上述某个点位实际场强测量步骤进行测量，即得该频率底噪场强值。

3 准备工作

为提高收测效率，需根据收测内容，制定收测方案，做好准备工作。

根据预估覆盖范围，结合当地地形和交通情况，按选定方向路线在地图上事先选定测量点。以我台收测工作为例，选定每条线路距发射台直线距离为3、5、7、10、15 km处为定点测量处，并增加绕城高速处及城市标志性地点为定点测量处。

为方便现场快速记录实测地点、场强、声音质量等级以及测量环境和天气等多个数据，需事先根据采集数据设计场强收测记录表格。以我台收测内容为例，经收测过程中的完善修改，最后设置表1。

为更直观有效地分析收测结果，方便绘制实际覆盖图，需设计最终的收测情况汇总表，对各频率白天和夜间的收测数据分别进行筛选、汇总，并标注重要收测点。以我台收测内容为例，可设置表2。

表1 场强收测表

表2 收测情况汇总表

为更好地利用时间，少走冤枉路，需根据测量内容及路线，规划好收测时间。由于需要同时采集白天和夜间的实测场强数据，且要尽可能兼顾开关机时间段，建议可将每天收测的时间定于中午出发，晚上返回，一天完成一个方向的收测任务。另外，在收测时段内需关机测量各频率底噪，应事先向上级部门及监测部门提出停机申请并获同意。

由于收测路途较远，且收测点位较多，为节省收测时间，建议安排多名工作人员同行，分别指定固定人员完成架设天线、测量场强、判断可听度、记录数据等工作，提高熟练度，形成“流水线作业”。

事先准备所用收测仪器，必备仪器一般有中波场强测试仪、天线、GPS定位系统、中波收音机等。例如，我台收测工具选用了KFI 3301中波场强测试仪及配套天线、车载Garmin GPS测向定位系统、中波调频收音机、Anritsu 2724C频谱分析仪等。

准备适量应急物品和药品、水及方便食品等。

4 影响因素及注意事项

4.1 影响因素

根据测试依据，对我台场强收测结果进行分析，比较各频率、各方向场强覆盖情况及可听度等级，结合场强覆盖图，可得出以下结论：地势平坦的地方，场强衰减较慢；高楼大厦密集区，覆盖效果较差；理论上，中波天线是全向的，各个方向辐射效果一样，但由于地波传播效果与地导系数相关，受地表结构、土质、湿度、温度、降水情况影响，且各传播方向上山峰、建筑物等阻挡情况也不同，导致各方向的实际覆盖效果不同，覆盖范围呈不规则形状；白天中波信号主要通过地波传播，相同功率下，频率低的信号波长较长，绕射能力更强，能沿地表传播距离更远，场强覆盖半径更大；发射功率较小的情况下，信号频率高低对覆盖半径影响较小；因中波频谱资源有限，专用频道仅120个，各地区会存在同频或临频电台，由于夜间有较强的天波传输，其他较远地区台站中波信号也可能通过电离层反射对本地中波广播造成干扰，因此，各频率夜间所测得底噪明显大于白天测量值；白天中波广播主要以地波传播为主，底噪较小，收听效果较好，且稳定性更佳；夜间中波广播因受天波干扰较大，底噪较大，相同地点可听度等级有所降低。综上所述，中波广播白天传输效果比夜间好，传输距离受信号频率、发射功率、地形地势等因素影响。

4.2 注意事项

为更明确区分白天和夜间场强值，收测时间安排应避开日出、日落前后；考虑到部分场强仪需手动设定相应增益值后才可得实际场强值，建议设定发射台内为收测第一站，并在首次测量时及时修正误差，确定增益值；山峰、高楼大厦等对中波信号阻挡较大，收测地点应尽量选在空旷平坦之处，且刚过山不远处测量值较过山之前大幅减小，不建议计入分析采样点；高压线、高压变电箱、通讯信号塔、发电厂等会对场强产生较大影响，进行场强收测时应尽量避开此类地点；车辆快速经过时，会干扰测量，建议收测尽量选择无车辆从旁经过的时点；收测途中，由于道路施工、建筑遮挡、高压影响等各种客观因素，需要在保证大致收测方向不变的前提下，不断根据实地情况对路线做出一定调整；实际测得场强并非单一覆盖场强，而是实际发射信号与各种工业干扰、同邻频干扰等的合成场强，影响大小取决于底噪大小及相位等因素。由于中波夜间底噪较大、干扰较严重，所以，夜间场强测量值并不是十分准确，相比之下，根据可听度评判实际场强覆盖情况会更客观一些；环形天线方向不同，测量值会有所变化，每次收测时应旋转环形天线观察场强值变化，取其中最大值作为记录值，一般对着发射塔的方向时测得场强值最大；天线高度不同测得场强值不同。天线架得越高，遮挡物越少，测得场强值也会有所增大。考虑到各点位收测数据可比性，在收测过程中应尽量保持天线高度基本一致。