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发射台站中波场强科学测量方法
时间:2019-09-27
摘要：提高覆盖场强可以增加发射功率和提高天线辐射效率的两个途径。通过场强测量和计算可以得出，当发射功率确定不变时，提高天线的辐射效率来提高覆盖效果是较好的方法。
关键词：中波发射有效场强场强测量
吉安 802 台是江西省最大的中波发射台站，承担中央一套广播和省一套广播的大功率中波发射任务。完成这一项最大功率的发射任务，保障有效场强覆盖是关键，所以必须进行场强测量。
中波场强和覆盖效果成正比
在我国调幅广播采用中波，其频率范围为 526～1606KHz、频率间隔为9KHz。中波覆盖效果的好坏，常用“射频保护率”“收听场强”“有效覆盖区域”等名词概念来描述。
射频保护率———为保证得到满意的收听质量所需要的接收信号场强与干扰信号场强的最小比值，以分贝表示同频保护率 26dB，邻频保护率（9KHz 间隔）5dB。
可用场强———存在自然噪扰、工业干扰和同邻频发射扰的情况下，得到满意的收听质量所需要的场强最小值。
覆盖区———到达可用场强且收听效果清晰的地域范围。
在测试的时候，我们选择有源环形天线来接收中波信号。环形天线的主要特点是方向性强和对本地干扰的抗干扰性好。天线和场强仪连接电缆线长度在 1～3m，衰减值可忽略不计。场强为电平表读数加上天线系数的一个固定值。
中波天线包括地网和发射体，这种形式和基本构成使得中波沿地面传播时损耗较小，传播距离较远，所以中波主要靠地波传播。沿地面传播时垂直极化波的损耗低于水平极化波的损耗，因此中波广播发射天线通常采用垂直极化天线。中波发射天线最初采用 Τ 型、Γ 型和伞型天线，现在多采用均匀截面拉线式或自立式铁塔天线。
中波发射天线的辐射场强与天线形式、发射频率、地网优劣、匹配好坏、地导系数、传播路径、地形地貌等诸多因素有关，判断发射效果的好坏没有简单的办法。理论计算中波场强，我们常用下述公式：
一、地波传播的计算方法。地波传播根据严格的绕射理论公式计算，对某些特定的地导系数作出了地波传播曲线。这些曲线均折算为 1 千瓦功率。
当某地区地导系数为已知时，在距离 r公里处的场强可按下式计算：
E（r）= Eo（r）+P+G（dB）……（1）式中，E(r)是指在距离 r 处的场强值（dB），P为发射机的功率（千瓦），G为天线增益，Eo(r）为地波传播曲线上查得数据（dB）。
二、发射天线的效率即辐射效率η，是衡量天线将高频电流转换为电磁波能量的能力，是天线的辐射功率Pr与输入功率 Pi 之比。
η=Pr/Pi= Pr/（Pr+PL）……（2）式中 PL 为天线损耗功率（主要是地面损耗，绝缘损耗和导线损耗可忽略不计）。
三、设天线电流为 IA，辐射电阻为RA，损耗电阻为 RL，则：
η=Pr（/Pr+PL）=RA（/RA+RL）……（3）中波场强科学测量方法
我们从上述三个计算公式看到，提高覆盖场强可以增加发射功率和提高天线辐射效率的两个途径。当发射功率确定不变时，提高天线的辐射效率来提高覆盖效果是非常好的方法。
从上述第三计算公式得出：提高天线的辐射效率，可以提高天线的辐射电阻 RA，也可以减小地电阻 RL。
天线的高度决定了天线辐射电阻RA的大小，为了增大辐射，就要设法提高天线高度。中波发射天线一般采用1/4λ～1/2λ 桅杆拉线铁塔天线，根据频率其高度一般在 60～150 m左右。中波天线的辐射场强水平方向图为圆，垂直方向图与天线的高度有关。通常为了提高天线的有效高度，还采用一种办法是———在天线末端加顶，加顶的作用是提高电流分布。
另外，我们常常通过减小天线地电阻 RL 来提高天线辐射效率，地埋接地铜网，并且采用碳覆盖地网和增设水塘等。
总而言之，在城市迅速发展、高楼林立、电网密布、空中无线频率剧增的当代，中波收听的有效场强只有从原来到 35dB上升的 50dB,才能更好地收听清晰。因此，改造中波天线和地网，来提高覆盖效果，远远优于提高发射功率，经济高效，节省了运行成本。
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