中短波廣播信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量及空中管理

中短波廣播的發(fā)射、接收的原理，一般人都明白，可是廣播發(fā)射機(jī)所發(fā)射的空中信號(hào)在某一處信號(hào)有多大，此處的收音機(jī)是否能收到，這就涉及到該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)及場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量問(wèn)題，一般人是不關(guān)心的，但對(duì)于廣播電臺(tái)來(lái)說(shuō)，他必須知道自己臺(tái)的覆蓋范圍、收聽(tīng)效果，必須進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量。再則廣電管理部門(mén)，無(wú)線電管理委員會(huì)，他必須監(jiān)測(cè)本轄區(qū)廣播信號(hào)，哪些是本轄區(qū)的臺(tái)，是否有非法的臺(tái)，這就要通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量來(lái)搜索。本文將從場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量角度對(duì)此課題作探討。

一、 中短波廣播信號(hào)特征

中短波廣播是指頻率為500KHz～30MHz范圍內(nèi)的音頻調(diào)幅（AM）廣播，至于調(diào)頻廣播不是本文研討范圍。

調(diào)幅廣播是將音頻信號(hào)調(diào)制到載波頻率上，通過(guò)發(fā)射機(jī)的天線輻射到空中，在電臺(tái)的覆蓋范圍，我們都可以用收音機(jī)收到廣播的聲音。

調(diào)幅波的傳播，調(diào)制信號(hào)的特征（如調(diào)制度、失真等）不是本文討論的范圍，我們研究的是廣播電臺(tái)輻射的調(diào)幅信號(hào)在各個(gè)空間的電場(chǎng)強(qiáng)度，那么我們關(guān)心如下幾個(gè)問(wèn)題。

1、 頻率范圍
在我國(guó)調(diào)幅廣播只采用中波和短波頻段，不使用長(zhǎng)波頻段，其頻率范圍如下：

中波：526～1606KHz
短波：2.3～26MHz

2、 頻率間隔
我國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為9KHz，這主要考慮到收音機(jī)中頻為465 KHz，帶寬一般在4.5～6KHz左右

3、 靈敏度
一般收音機(jī)靈敏度為3mV/m，中級(jí)型為1mV/m，高級(jí)收音機(jī)為0.1mV/m

二、 場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量

場(chǎng)強(qiáng)是指單位長(zhǎng)度的天線在空中某點(diǎn)處感應(yīng)電信號(hào)的大小，其單位是微伏/米（μV/m），而不是電壓或電平單位V、μV或dBμV、dBm。

場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試如圖1所示，天線在空中某點(diǎn)處與被測(cè)信號(hào)極化方向相同時(shí)，取得最大感應(yīng)信號(hào)，通過(guò)電纜傳到電平表輸入端口，根據(jù)電平表讀出之電平值就是可測(cè)得場(chǎng)強(qiáng)值E，如式1所示。

E=Er+K+Lf (dBμV/m) --------（1）
其中： E——場(chǎng)強(qiáng)值；
Er——電平表輸入端口電平值；
K——天線系數(shù)（dB）
Lf —— 連接電纜損耗值 （dB）

圖1.中短波場(chǎng)強(qiáng)儀示意圖

對(duì)其中短波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量，有以下幾個(gè)問(wèn)題值得探討。

1、 頻率調(diào)諧及選擇性

要測(cè)試中波廣播的場(chǎng)強(qiáng)，首先是頻率范圍在0.5～26MHz是不言而喻的問(wèn)題,值得討論的是它應(yīng)該將只有9KHz間隔的每一個(gè)廣播信號(hào)測(cè)出來(lái),也就是說(shuō)場(chǎng)強(qiáng)儀的選擇特性應(yīng)6KHz左右,如圖2所示.在有些儀器雖然它的選擇性可以達(dá)到9KHz(即對(duì)儀器來(lái)說(shuō)中頻帶寬為6KHz),可是儀器的讀數(shù)分辨率較大,也難以讀出來(lái),因此要調(diào)諧讀數(shù)分辨率（或稱(chēng)調(diào)諧步進(jìn)）小于1KHz。還有,在此頻率段也可以有其他信號(hào)被搜索出來(lái),故還需解調(diào)出音頻信號(hào)，聽(tīng)到聲音,這樣便可辯明是調(diào)幅廣播,并判斷我轄區(qū)內(nèi)有那些調(diào)幅廣播,是否有非法廣播信號(hào)。

圖2 中波廣播場(chǎng)強(qiáng)示意圖

2、 天線

對(duì)于天線來(lái)說(shuō)，它首先應(yīng)滿(mǎn)足中波的頻率范圍0.5～26MHz，并能給出天線系數(shù)K的測(cè)量天線。中波天線不少，但能給出天線系數(shù)的不多，最好天線系數(shù)是一個(gè)常數(shù)，不用查曲線。如果連接電纜線長(zhǎng)度在1～3m長(zhǎng)，則衰減值可忽略不計(jì)。那么場(chǎng)強(qiáng)則為電平表讀數(shù)加上天線系數(shù)的一個(gè)固定值，如30900A天線系數(shù)為20dB, 則場(chǎng)強(qiáng)值為電平讀數(shù)加20dB。無(wú)需復(fù)雜計(jì)算，非常方便。

表1、中短波測(cè)量天線

適合上述要求的天線如表1中兩種，它們各有特點(diǎn)。30800鞭狀天線天線系數(shù)為0dB，則測(cè)量時(shí)讀出電平表值即為場(chǎng)強(qiáng)值，無(wú)需任何計(jì)算，只將單位由電平表的μV變成μV/m, 測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)很方便，但這種天線沒(méi)有方向性，這樣要尋找電臺(tái)方位有困難。30900A環(huán)形天線有方向性，但每次需將電平表讀數(shù)加20dB才是場(chǎng)強(qiáng)值，我們可以當(dāng)這20dB是天線的衰減值 。它們用同樣電平表組成場(chǎng)強(qiáng)儀時(shí)，鞭狀天線靈敏度要高20dB。如IC-R75在測(cè)量AM信號(hào)時(shí)靈敏度為5.6μV,那么用30800則可將空中5.6μV/m的場(chǎng)強(qiáng)搜索出來(lái)。而對(duì)于場(chǎng)強(qiáng)5.6μV的空中信號(hào)用30900A天線則感應(yīng)到IC-R75上的信號(hào)測(cè)量0.56μV，顯然無(wú)法測(cè)量，要使它能測(cè)量的最小信號(hào)應(yīng)是5.6μV加20dB，即為56μV。由此可見(jiàn)，用同樣電平表，由30800天線組成的場(chǎng)強(qiáng)儀比30900A組成場(chǎng)強(qiáng)儀靈敏度高20dB（既10倍），但 前者無(wú)方向性，后者有方向性。

3、 靈敏度

中短波收音機(jī)靈敏度一般是3mV/m，最好的是0.1mV/m，即最好的靈敏度為100μV/m或40dBμV/m。為保證搜索中短波信號(hào)，場(chǎng)強(qiáng)儀的靈敏度應(yīng)優(yōu)于35 dBμV/m，約56μV/m。

三、 中短波廣播的空中管理

對(duì)于廣播電臺(tái)來(lái)說(shuō)，它關(guān)心的是自己的臺(tái)在規(guī)定的是覆蓋范圍內(nèi)，各處的場(chǎng)強(qiáng)有多大，它要求能測(cè)出自己信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)即可，則不需要求場(chǎng)強(qiáng)儀有方向性。而對(duì)于空中信號(hào)管理部門(mén)，它必須測(cè)量在自己轄區(qū)內(nèi)，中短波頻段有些什么信號(hào)， 一旦搜索到非法信號(hào)就要準(zhǔn)確地測(cè)定方向，找出發(fā)射地點(diǎn)，這就必須要求場(chǎng)強(qiáng)儀具有方向性，即選用具有方向性的環(huán)形天線。

四、 中短波廣播場(chǎng)強(qiáng)儀的要求

綜合上述，對(duì)中短波廣播場(chǎng)強(qiáng)儀要求如下：

1、 頻率范圍：500KHz～26MHz
2、 調(diào)諧步進(jìn)：1KHz，或1KHz的分?jǐn)?shù)(如：0.1，0.2，0.3……）
3、 選擇性：6 KHz左右（6dB帶寬）
4、 靈敏度：<35 dBμV/m
5、 監(jiān)聽(tīng)：在測(cè)量中能監(jiān)聽(tīng)到調(diào)幅廣播聲音
6、 方向性：采用定向天線

五、 中短波廣播場(chǎng)強(qiáng)儀

中短波廣播相對(duì)于突飛猛進(jìn)，瞬息萬(wàn)變的其它電子行業(yè)來(lái)說(shuō)已成為“冷門(mén)”，因此專(zhuān)門(mén)為它的測(cè)試儀器來(lái)說(shuō)越來(lái)越少。再則，測(cè)量?jī)x器本身就是多品種少數(shù)量的行業(yè)，為了它本身的發(fā)展，測(cè)量?jī)x器也盡量追求大批量多功能、多用途，擴(kuò)大使用范圍，降低成本，開(kāi)拓市場(chǎng)。因此我們要從眾多有關(guān)場(chǎng)強(qiáng)方面的儀器中選擇最適合中短波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量及空中管理的儀器，不但要有好的性能，而且還有便宜價(jià)格，這是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。

我們認(rèn)為選用IC-R75、IC-R8500測(cè)試接收機(jī)配置合適天線組成中短波廣播場(chǎng)強(qiáng)儀是最佳選擇。它們的主要指標(biāo)見(jiàn)表1，

表2.中短波測(cè)試接收機(jī)（電平表）

表2只列出它們與中短波調(diào)幅廣播有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，它還可以測(cè)量載波（CW）、單邊帶（SSB）、調(diào)頻（FM）信號(hào)。對(duì)于調(diào)頻廣播來(lái)說(shuō)，IC-R75雖然能測(cè)FM，但頻率上有60MHz ，不能滿(mǎn)足87-109 MHz 的要求，這時(shí)可選用IC-R8500最適合,或參閱電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量及空中管理一文所推薦的儀器，詳見(jiàn)浩格網(wǎng)站。

綜合上述，我們認(rèn)為中短波廣播場(chǎng)強(qiáng)儀的最佳組合如下：

1、 基本型： IC-R75+30900A

有方向性、靈敏度56μV/m，（35dBμV/m） 價(jià)格便宜。

2、 高靈敏度型：IC-R75+30800A

無(wú)方向性、靈敏度5.6μV/m，（15dBμV/m） 價(jià)格略高

3、AM/FM基本型：IC-R8500+ 30900+900E（40-220 MHz天線）

有方向性、靈敏度63μV/m，（36dBμV/m） 價(jià)格高

4、AM/FM高靈敏度型：IC-R8500+ 30800+900E

無(wú)方向性、靈敏度6.3μV/m，（15dBμV/m）

5、定性測(cè)量型：采用AH-7000天線配IC-R75或IC-R8500。

關(guān)于調(diào)頻廣播場(chǎng)強(qiáng)，可按上述方案選用IC-R8500加上900E天線，也可用電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)量。請(qǐng)參閱本公司網(wǎng)站中技術(shù)測(cè)試中論文“電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量及空中管理”，有關(guān)900E天線文中也有介紹，本文不 再重述。