调频广播覆盖的影响因素与优化技术

2022-11-18门彦君

无线互联科技 2022年7期

关键词：调频发射机音频

门彦君

(河南省广播电视发射台,河南郑州 450016)

0 引言

调频广播接收信号易受到隧道、高楼、地势等诸多因素的影响,这也说明调频广播自身存在一定的缺陷。因此需要全面掌握调频广播覆盖的影响因素,同时采取有效的技术优化措施,保证调频广播的稳定运行。

1 调频广播概述

1.1 工作原理

调频广播是一种无线信号传输模式,同时也是高频振荡信号在调制信号变化过程中形成的一种新型广播方式。本文对其工作原理进行分析,首先,通过无线传输或者电缆传输将发出的声音信号传输至调频发射设备中;其次,通过调频发射设备将接收到的信号通过发射天线实现转化,形成无线信号;最后,通过无线传输的形式将无线信号传输到指定的设备上[1]。

1.2 优点

调频广播的应用优势主要包括以下两方面:(1)具有极佳的性能与质量。通过对调频广播工作原理的分析可知,调频广播信号的传输需要通过无线调频发射设备、发射天线进行传输与转化。全部传输过程中保持频率稳定,能够避免高频、低频转化导致不良影响。直线的传播形式能够有效确保音频信号质量。(2)安装与维护便利。调频广播发射信号需要依靠发射机与发射天线完成,相对中波覆盖而言,这两个设备的安装工作经济性更强,仅需要通过馈线将两者连接并安装到发射塔便可。

2 调频广播覆盖的影响因素分析

2.1 发射源

发射音频信号的过程极易受到发射源的影响,例如城市中楼层层数较高、电波传输阶段存在多径传播情况,接收天线与接收点位置存在程度不一的偏差,都会对音频信号的接收效率造成不同程度的影响[2]。同一条件下,随着发射天线增益程序的升高,调频广播的覆盖面积也会有所增加,但是水平波数的分布较为密集,电波发射会受到部分空缺点的影响,影响接收环境的信号质量。

2.2 地理环境

对部分处于高山区域的转播台而言,山峦、沟壑等地理环境特征在一定程度上会影响调频广播的正常传输。地理环境越复杂,对信号传输形成的影响越大。诸多研究显示,地理环境因素也是影响调频广播覆盖的主要因素。如果发射源的直线距离范围内存在较多的山丘,也会导致信号无法正常传播。

2.3 电磁因素

对于部分城市人口相对密集区域内的广播电台来说,可能存在密度较小导致互相影响的问题。各类无线电通信设备与汽车处于同一区域,音调交织后会形成全新的干扰源,明显降低了中心城区周围的地磁环境稳定性,进而导致难以正常接收调频无线信号。虽然发射台周围区域具有较强的场强分贝,但是如果接收信号时存在干扰声,同样会造成电磁干扰的情况。

3 提升调频广播覆盖的主要方法

3.1 合理调节发射天线与发射线

本文从技术结构层面进行分析发现,电视发射与广播发射具有一定的类似性,即均需要提供专业设备支持[3]。在未来工作中,工作人员需要加强对发射天线设置及发射稳定性等问题的重视;设计阶段需要对相关因素进行全面分析,工作人员通过提高发射范围强化天线的发生功率,可有效解决信号传输不稳定、无法接收信号等问题。目前调频发射台主要建设在城市,工作人员对天线发射架进行小规模倾角调整便能够减少直线波与反射波形成的波动,不仅能够有效补偿信号零点,还能够提高用户接收音频信号的便捷性。

3.2 加强对音频信号的控制

为了加强对音频信号的控制,工作人员可通过音频处理器展开相关工作。传统音频处理器由压控放大器、信号放大整流电流等构成,音频信号放大后反馈至压控放大器进行控制。根据项目种类的差异,需要采取合理的方法压缩信号的动态范围。音频处理器具备自动增益控制系统,能够增加音频的平均响度、提高传输质量,有助于扩大音频信号的覆盖范围。

在现有技术条件的支持下,智能型音频处理器得到广泛应用,其能够通过未处理控制方式压缩与调节声音。该设备使用多频段周期测控的方法实时采样音频信号,根据特定算法制定控制程序,实施自动化增益控制[2]。部分智能型音频处理器硬件并不具备电位器或者可变电容,因此不会干扰信号指标。在无信号的条件下也能够保证音频信号的清晰性,避免出现间隔噪音,因此不会导致增益控制数据发生变化。

3.3 调频同步广播技术

调频同步广播的应用优势在于能够大幅扩大覆盖范围,使用多台小功率发射机实现区域的重叠覆盖;根据服务区的大小、形状构成覆盖网络,确保电波均匀覆盖的同时不会对现有电磁环境造成干扰。工作人员通过调频广播进行定向覆盖,能够充分采取直放方式对高层阴影范围进行定点、定向覆盖,避免地理环境因素对信号覆盖造成的影响。根据地理环境信号影响程度的不同,可以对发射天线的安装高度与方向进行合理调整,减少信号周围同步广播存在的互相干扰情况。

4 调频广播覆盖的优化技术

4.1 广播发射天线的优化措施

由于多数情况下调频广播的工作频率具有良好的稳定性,工作人员可使用偶极子作为频率发射天线。根据天线空间分布规律的不同,可将其划分为垂直极化天线和水平极化天线。将两者进行对比,垂直极化天线的安装较为简单,同时具有良好的辐射作用。但对于安装空间有一定的要求,定向反射的难度较高。而水平极化天线的方向性与定向效果具有较强的稳定性,反射器操作简便。工作人员需要根据具体情况,合理选择与优化天线,确保其具备稳定的调频广播覆盖性能。

4.2 优化与完善发射机功率

优化发射机功率是保证调频广播传输质量的一项主要措施,需要对以下几个方面的内容进行分析。工作人员首先需要分析信号覆盖范围内的场强,了解其是否符合国家相关标准,其次需要做好广播天线中消耗指标与增益程度之间的规划工作,例如深入研究覆盖范围内地理环境与反射衰落之间存在的关系。另外,工作人员还需要做好广播发射机元件的维护与保养工作,定期开展维护保养工作,例如定期检测天馈系统的运行情况、保证连接部位以及分馈电缆头范围具有良好的密封性、确保各接触部位的稳定性,进而为发射机的安全、稳定运行提供保障。

4.3 提高调频发射系统管理水平

“N+1 控制系统”的应用具有较强的稳定性。在正常工作情况下,系统运行方式能够通过同轴为不同频点的发射机开关互相监控、连接,实现对切换器的有效控制、提高管理效率。发射机与天线发射信号直接连接,使设备处于待机的状态下。如果系统检测到某台发射机存在故障问题或者功率与设定值之间存在差异,N+1 管理控制器能够根据相应的指令及时切断故障发射机的电源,直到输出功率为零。在这一过程中,N+1 管理控制器将备用发射机的调制器频道切换至故障发射机的相应频道后,及时启动备用发射机,达到预设功率后开始工作。技术指标达到主机的设定值时,备用发射机代替原来的发射机进行工作。广播网选择发射机的功率过程中,需要保证最大限度地发挥调频发射系统的功能及作用,广播网通过增加天线高度以及加减法功率等方式,优化调频广播的覆盖性能。N+1系统的应用能够检测系统全面运行情况、充分显示发射机的参数情况。N+1 系统能够通过智能控制手段及时处理发射机存在的故障及问题。