Navigator100FM 场强测试仪在调频广播中的应用实践

韦继德，杨昌明，曹小山

（贵州广播电视台，贵州 贵阳 550002）

1 广播信号场强

对于广播信号，在信号发射端，表示信号强弱的主要指标是电平；而在信号接收端，常用场强表示信号的强弱。

由发射机输出的已调制高频交变电流，经馈线送到发射天线。天线上的交变电流在天线周围产生交变电场和磁场，交变电场和磁场在更远的地方产生交变电场。交变电场和交变磁场连续感应，形成电磁辐射，以波的形式传递出去就是电磁波。收音机在电磁波覆盖的范围内通过接收天线接收电磁波并解调出调制的信号，再将解调信号还原成声音信号，从而实现了广播的无线覆盖。电磁波在空间某处的电磁场强度称为场强，它可以是电场分量或磁场分量的强度，常用电场分量来表示。

场强的基本单位是伏/米（V/m），远离发射台的电磁波场强单位常用微伏/米（μV/m）表示。在工程上，场强值常以1 μV/m 为基准的分贝（dB）数表示，记作dB（μV/m）［1］。

场强是衡量发射机运行状态的重要指标。广播信号场强的测试，能够反映出发射机的运行状态，有利于掌握发射台发射频率的播出质量。发射台固定持续的场强监测，能使台站值班技术员第一时间发现异常并进行处理，从而减少播出事故。

通过对发射频率覆盖区域的场强进行收测和比对分析，运维人员能掌握频率覆盖情况的第一手资料，为发射参数调整提供参考依据。比如调频广播同步网相干区分析和同步延时的调整，多个频率的多工及天馈项目改造前后覆盖效果分析以及发射频率发射机更新改造后的覆盖效果测试等，都可以用广播信号场强实测数据加以分析［2］。

2 Navigator100FM 场强测试仪简介

场强测试仪是用于测量场强的仪器。贵州广播电视台常用的场强测试仪器为法国AUDEMAT公司生产的Navigator100FM 场强测试仪。它是一款便携式场强测试仪器，结构小巧，配接相应信号接收天线和GPS 天线，可实现快速场强测量。其测试数据准确，测试结果可转换成场强地图文件直观显示；能够有效地监视空间电磁波谱，并能适应各种恶劣的工作环境［3］。Navigator100FM 场强测试仪实物如图1 所示。

图1 Navigator100FM 场强测试仪

Navigator100FM测试仪常用的测量模式有两种。一种是场强移动路测，以车载的方式搭配GPS定位，进行移动测量。测量数据与测量点坐标实时保存至自带的8 MB 容量存储卡。测试完成后，将测试数据导入计算机，可转换成场强地图文件，在地图软件中进行覆盖场强分析。另一种是定点测量场强，在固定位置测量当地调频波段内的信号，对特定频点进行调频信号解调分析。

Navigator100FM 测试仪的操作简单，机身只有菜单键“PROGRAM”键、确认键“ENTER”键以及用于参数选择的“CONTROL”滑动滚轮3 个操作按钮。测试仪主要功能菜单有频率存储菜单、设置菜单以及通用菜单3 个。无论在哪个菜单下，单击“PROGRAM”键即可直接进入频率存储菜单设置测量频率，范围为87.5～108 MHz，可存储50 个频率。通过单击“PROGRAM”键，可以在频率存储菜单和通用菜单之间切换。通用菜单可进行移动路测参数设置、GPS 状态查看以及存储卡存储容量查看及清除等操作。通过长按“PROGRAM”键进入设置菜单，可进行音量大小、亮度调节和搜台模式等相关参数设置，以及进行恢复出厂设置操作。一般只需将搜台模式设置为按FM 信号搜索即可，其他参数为默认设置［4］。

3 用Navigator100FM 场强测试仪测量场强的操作步骤

贵州广播电视台的7 套广播节目在全省各地州市（县）都实现了调频信号落地覆盖，台站还建设有覆盖全省的2 张高速公路调频同步网综合广播和交通广播。在项目建设和日常运维中，运维人员经常进行广播信号场强测量。测量广播信号场强时，一般使用Navigator100FM的场强移动路测模式，主要步骤如下。

（1）将GPS 天线、调频信号接收天线及电源线连接好。GPS 天线和调频信号接收天线通过其自带的磁铁吸附在车辆顶部，电源线连接车辆点烟器或转220 V 车载逆变器取电。连接方式如图2 所示。

图2 Navigator100FM 移动路测线缆连接图

（2）检查存储卡容量。在通用菜单里找到移动路测参数设置菜单“CGN MES？”。在“CGN MES？”里的“CAPACITY”项检查存储卡的可用容量，查看是否满足测试数据的存储需求。如存储卡的容量不足，需把存储卡的现有数据导出到计算机备份后进行格式化，以免因存储容量不足导致测试数据不能保存。格式化时，在“CGN MES？”里的“CGN ERASE”选项双击“ENTER”键进行。可在每次测量数据导出备份好后格式化存储卡，保证下一次测量有足够的存储容量，从而减少导出测试数据的时间。

（3）待测频率设置。在频率储存菜单内，用“CONTROL”滚轮选择需修改的频道，单击“ENTER”键进入，用“CONTROL”滚轮设置频率。将待测频率在对应频道设置好，其他频道设置为“EMPTY”。

（4）移动路测参数设置。在“CGN MES？”里的子菜单“MODE”进行测量模式设置，有“FAST”和“SLOW”两种模式。“FAST”模式只进行立体声和RDS 的解调并测量场强值，测量好一个点所需时间为0.3～2 s；“SLOW”模式则在“FAST”模式的基础上增加对调频信号的RDS 及DARC 内容的解调测试，测量好一个点所需时间约300 s。移动路测时通常使用“FAST”模式。在“CGN MES？”里找到“SCAN”进行频率测量扫描模式设置，有4种扫描模式。“OFF”为固定频率的移动测量，“FM”为按FM 自动搜索测量频率，“RDS”为按RDS 自动搜索测量频率，“PGM”为按设置好的频率循环测量。移动测量时通常使用“PGM”模式。

（5）检查GPS 状态。移动路测开始前，需在通用菜单的“GPS?”子菜单里检查GPS 状态。只有GPS 锁星3 颗以上，能够正常更新时间和经纬度地理坐标信息后，才能开始测量。若GPS 未锁定，测出的数据无地理位置信息，不能定位，不能形成场强轨迹。

（6）移动路测开始。在“CGN MES？”里的“CGN START”项双击“ENTER”键开始测量，停止测量则单击“ENTER”键。如果测试过程中意外断电，设备将在下次上电后自动重新建立一次测量，并直接开始。测量时，车辆行驶应平稳、均速，车速不宜过快。规划好路测行车线路，尽量不重复地把需测量的地点或区域都测量好。测量过程中注意观察数据变化，如数据突然大幅度减小，则可能是调频信号接收天线接触不良导致测量数据不准确，此时需及时停车检查，处理好后再继续测量［5］。

（7）测量数据导出和场强地图文件转换。广播信号场强测量好后，通过Navigator100 FM 的RS-232 串口与计算机的USB 端口连接，可以将存储卡里的测量数据下载至计算机进行保存和分析。在计算机上运行“FM Explorer”软件，单击软件界面底部的“Campaign Download”选项将软件切换到FM Navigator 连接界面，在计算机“设备管理器”的“端口（COM）”选项里查看Navigator100 FM 连接USB 端口的端口号，将FM Navigator 连接界面的“Options”菜单的“Serial Port（Local）”选项设置成相同的端口号，点击“Connect to…”或连接图标，弹出数据下载界面，点击“Select antenna”选择天线校正曲线“MATEQUIPEMENT：MA122100（87.5-108MHz）”，点击“Download”下载测量数据。由于下载的是存储卡里的所有测量数据，在下载完成后，需根据测量数据的时间信息判断数据是哪一次测试的，将需要保存的测试数据对应的方框勾选，在“File”菜单里点击“Save”选项进行保存。保存数据时，可用“测量日期+测量地点+序号”的格式为文件命名，文件格式为.txt 文件。同一次广播信号场强测量，可能因各种原因导致测量数据文件不止一个，可以用计算机的“记事本”软件将测量数据文件打开，通过复制粘贴测量数据到文本相应位置，可以将多个数据的.txt 文件合并成一个.txt 文件。

运行软件“Navigator export”菜单，可将测量数据文件由.txt 文件转换成.Kml 文件。选择需转换的测量数据.txt 文件，点击“Export…”选项，选择测量频率和数据内容后转换保存为.Kml 文件，可用“测量日期+测量地点+频率”的格式为文件命名。

（8）测量数据分析。用“Google Earth”软件打开.Kml 文件可生成场强地图，在地图上通过颜色可以很直观地区分不同地点的场强值大小。场强值按红、黄、绿、蓝的颜色顺序依次递减，红色表示场强值在100 dB（μV/m）以上，黄色表示场强值在70～100 dB（μV/m），绿色表示场强值在40～70 dB（μV/m），蓝色表示场强值在40 dB（μV/m）以下。点击对应地点的圆形图标即可查看具体的场强值，方便抽样选取不同地点，查看对应场强值，进行数据抽样分析［6］。

4 Navigator100FM 场强测试仪的应用实践

4.1 贵州广播电视台系列频率在都匀发射台的多工共馈改造项目效果分析

贵州广播电视台的7 套广播节目在都匀市均有调频信号落地覆盖。各频率覆盖是逐步完成的，采用的建设方式也是“上一套节目，安装一套设备，挂一副天线”。2018 年，为降低干扰频率的产生，提升安全播出保障能力，提高频率覆盖效果，贵州广播电视台在都匀发射台实施了多工共馈改造项目。项目施工前后，技术人员使用Naviagator100FM测试仪测量各频率在都匀市区的覆盖场强。

以都市广播（91.3 MHz）在都匀市区的覆盖为例，通过测量得到的场强地图进行分析。多工共馈改造项目实施前，都市广播在都匀市区整体覆盖场强颜色除城区中部以黄色为主外，其余地方均以绿色为主，在城区北部的都匀茶城和城区东部的经开区多为蓝绿色或蓝色，覆盖范围不均匀，部分地方覆盖效果不佳。项目实施后，都市广播在都匀市区整体覆盖场强颜色以黄色或黄绿色为主，在城区北部的都匀茶城和城区东部的经开区为绿色，覆盖范围均匀，解决了部分地方覆盖效果不佳的问题。

从都市广播多工共馈改造项目实施前后的场强地图上，随机抽取分布在都匀市区内的20 个地点的场强值进行量化对比分析，结果如表1 所示，平均场强值提升9 dB 左右。

表1 都市广播在各抽样地点改造前后的场强值

通过场强地图的直观分析和抽样地点场强值的量化比较，可以得出结论：多工共馈项目实施后，有效提高了都市广播在都匀市区的覆盖效果，达到了项目建设预期目标。

4.2 交通广播（95.2 MHz）全省高速公路调频同步网在兰海高速贵都段的覆盖分析

贵州广播电视台于2013 年建成交通广播（95.2 MHz）全省高速公路调频同步网。节目覆盖全省主要高速路段。建设完成后，测试人员用Navigator100FM 测试仪沿高速公路测量相关路段的覆盖场强。

交通广播全省高速公路调频同步网在兰海高速贵都段（贵阳-都匀）有覆盖站点7 个，分别为龙里麻芝站、贵定九公司站、福泉江西坡站、福泉洒金谷站、麻江收费站站、麻江高枧站以及都匀发射台站。通过测量得到的场强地图可以分析出交通广播在贵都段高速路的覆盖情况。大部分路段的场强颜色为黄色或绿色，基本符合公路沿线覆盖场强不低于46 dB（μV/m）的标准。在福泉马场坪至麻江收费站中间有10 km 左右的路段场强颜色为蓝色，未达到公路沿线最低覆盖场强标准。分析原因为，站点建设时为兼顾福泉市城区覆盖而将站点设在城郊的福泉洒金谷站，该站距离贵都段高速路较远，加之地形复杂，导致该路段场强较弱。后期进行优化调整时，在该路段附近选择了合适站点进行补点覆盖。

5 结语

了解掌握广播信号场强，对于调频广播覆盖有着重要的意义。结合贵州广播电视台多年的使用经验可知，Navigator100FM 场强测试仪结构小巧，操作简便，在调频广播场强测量尤其是移动路测中应用频繁。测量结果可转换成场强地图直观分析，也可进行具体地点的量化分析，为调频广播覆盖工作的良好开展提供了必要的依据。