場(chǎng)強(qiáng)儀NI—1000及中波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量

張玲

摘 要：場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試是評(píng)價(jià)和衡量廣播信號(hào)覆蓋狀況的主要手段，場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱是廣播發(fā)射臺(tái)站使用中重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量自動(dòng)化，縮短了測(cè)量時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)強(qiáng)的移動(dòng)測(cè)量。該文主要介紹NI-1000工作原理，以及用NI-1000測(cè)量中波頻率的場(chǎng)強(qiáng)，最后對(duì)收聽效果進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：NI—1000 場(chǎng)強(qiáng) 中波場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量

中圖分類號(hào)：G220.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（c）-0054-02

場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試是評(píng)價(jià)和衡量廣播信號(hào)覆蓋狀況的主要手段，場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱是廣播發(fā)射臺(tái)站使用中重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量自動(dòng)化，縮短了測(cè)量時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)強(qiáng)的移動(dòng)測(cè)量。通過實(shí)地測(cè)試，獲取現(xiàn)有條件下的無線廣播覆蓋情況、收聽質(zhì)量情況及干擾情況。

1 NI-1000介紹

NI-1000是一款符合ITU規(guī)范建議的高性能廣播測(cè)量監(jiān)測(cè)模塊組合，適用于頻譜監(jiān)測(cè)和無線電信號(hào)分析等應(yīng)用。NI-1000廣播測(cè)量監(jiān)測(cè)模塊組由嵌入式控制器、射頻下變頻器和高速中頻采集器等三個(gè)主要模塊和一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PXI機(jī)箱組成，NI-1000可以工作在掃頻模式和解調(diào)模式。掃頻模式適用于頻譜監(jiān)測(cè)和信號(hào)檢測(cè)，在這種模式下可以進(jìn)行寬帶監(jiān)測(cè)，并找出感興趣的信號(hào)。解調(diào)模式適用于信號(hào)分析和識(shí)別，在這種模式下可以解調(diào)監(jiān)聽信號(hào)、分析調(diào)制參數(shù)和確認(rèn)信號(hào)調(diào)制方式。解調(diào)模式又分為模擬解調(diào)和數(shù)字解調(diào)兩種子模式。

1.1 NI-1000原理

射頻下變頻模塊將從天線接受到的射頻信號(hào)下變頻至中頻信號(hào)，然后高速中頻采集模塊對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化采集。并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。控制器中有測(cè)量監(jiān)測(cè)軟件，用戶既可通過外部設(shè)備控制測(cè)量監(jiān)測(cè)模塊，也可通過以太網(wǎng)連接對(duì)模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸。射頻下變頻模塊將任一帶寬為20MHz的信號(hào)中心頻率變頻至15MHz。硬件總是對(duì)20MHz的頻段進(jìn)行下變頻處理，得到的中頻頻段輸送至高速中頻采集模塊進(jìn)行數(shù)字化采集和進(jìn)一步處理（如圖1）。

高速中頻采集模塊采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器和板載內(nèi)存，支持1kS/s～64MS/s的采樣率范圍，具有低失真特性。數(shù)字下變頻器的數(shù)字調(diào)諧分辨率達(dá)到0.015Hz，充分滿足ITU頻率測(cè)量的精度要求。該系統(tǒng)可以進(jìn)行大頻譜范圍多信號(hào)同步比對(duì)，方便多站聯(lián)合監(jiān)測(cè)和查找多個(gè)被測(cè)信號(hào)間的關(guān)系，在干擾排查等應(yīng)用中提供獨(dú)特的測(cè)量監(jiān)測(cè)手段。

1.2 NI-1000的掃頻模式

掃頻模式適用于頻譜監(jiān)測(cè)和信號(hào)檢測(cè)，在這種模式下可以進(jìn)行寬帶監(jiān)測(cè)，并找出感興趣的信號(hào)。

NI-1000啟動(dòng)之后自動(dòng)進(jìn)入掃頻模式。在此模式下，NI-1000測(cè)量監(jiān)測(cè)軟件根據(jù)設(shè)置的起始頻率，終止頻率和頻率步進(jìn)等參數(shù)來進(jìn)行連續(xù)頻譜掃描，在測(cè)量監(jiān)測(cè)軟件面板上實(shí)時(shí)顯示頻譜數(shù)據(jù)，并根據(jù)您設(shè)定的信號(hào)門限來自動(dòng)搜索信號(hào)。在掃頻模式下，NI-1000的測(cè)量監(jiān)測(cè)軟件面板主要顯示頻譜瀑布圖和實(shí)時(shí)頻譜。頻譜瀑布圖顯示的是頻譜掃描的歷史數(shù)據(jù)，其Y軸表示時(shí)間，是將最近一段時(shí)間內(nèi)的頻譜掃描數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序排列起來，并以顏色來表示信號(hào)的強(qiáng)弱形成的圖形，在瀑布圖上可以直觀的觀察不同頻率的信號(hào)隨時(shí)間的變化規(guī)律。除了實(shí)時(shí)頻譜圖、頻譜瀑布圖，NI-1000還提供了熒光頻譜圖方式來顯示頻譜掃描的歷史數(shù)據(jù)。

熒光頻譜圖顯示的是頻譜掃描的歷史數(shù)據(jù)，其Y軸表示功率，是將最近一段時(shí)間內(nèi)的頻譜掃描數(shù)據(jù)重疊起來，并以顏色來表示信號(hào)出現(xiàn)的次數(shù)形成的圖形。

1.3 NI-1000的解調(diào)模式

NI-1000場(chǎng)強(qiáng)儀具有模擬解調(diào)模式，數(shù)字解調(diào)模式，在實(shí)際測(cè)量中波頻率時(shí)我們常用模擬解調(diào)模式。

點(diǎn)擊測(cè)量監(jiān)測(cè)模式切換按鈕將NI-1000測(cè)量監(jiān)測(cè)模塊切換為模擬解調(diào)模式，在此模式下可以設(shè)定所需要的中心頻率和信號(hào)帶寬，并依據(jù)ITU-R標(biāo)準(zhǔn)和頻譜監(jiān)測(cè)手冊(cè)對(duì)CW，AM，F(xiàn)M等信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和測(cè)量。

在模擬解調(diào)模式下，NI-1000在進(jìn)行信號(hào)分析時(shí)，將信號(hào)和需要圖形顯示的分析結(jié)果，數(shù)字或文本格式的分析結(jié)果，測(cè)量相關(guān)的參數(shù)設(shè)置分別在測(cè)量監(jiān)測(cè)面板上顯示。設(shè)定解調(diào)制式之后，解調(diào)的音頻信號(hào)在測(cè)量監(jiān)測(cè)面板的中部左側(cè)的實(shí)時(shí)音頻波形圖上顯示，對(duì)于調(diào)幅（AM）信號(hào)，相應(yīng)的是對(duì)其幅度調(diào)制深度（AM）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.4 頻率調(diào)制度統(tǒng)計(jì)分析

在調(diào)制度統(tǒng)計(jì)分布圖的右側(cè)，顯示的是一段時(shí)間之內(nèi)信號(hào)功率和調(diào)制度隨時(shí)間變化的歷史曲線圖，在不同的解調(diào)制式下，測(cè)量的參數(shù)也有所差別，但對(duì)于AM解調(diào)，測(cè)量以下參數(shù)：載波頻率偏差、信號(hào)功率、信號(hào)占用帶寬、載噪比、幅度調(diào)制深度、幅度正調(diào)制深度、幅度負(fù)調(diào)制深度。

2 NI-1000測(cè)量中波場(chǎng)強(qiáng)

2.1 硬件連接

將中波測(cè)試天線和GPS天線放置于車頂吸盤處。將測(cè)試天線另一端接到場(chǎng)強(qiáng)儀上，用網(wǎng)線將場(chǎng)強(qiáng)儀與便攜式電腦連接。將GPS天線另一端與便攜式電腦USB口連接。用逆變器將汽車電源引出，接上電源插線板，將場(chǎng)強(qiáng)儀、筆記本電腦、測(cè)試天線電源適配器都接到接線板上，測(cè)試過程中不允許斷電。

測(cè)試系統(tǒng)鏈路連接好后，在筆記本電腦上單擊“開始”菜單，選擇“運(yùn)行”，輸入“MSTSC”，單擊“確定”，進(jìn)入“遠(yuǎn)程桌面連接”，輸入場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試儀IP地址“10.10.10.10”，點(diǎn)擊“連接”，等候幾分鐘，系統(tǒng)進(jìn)入NI-1000場(chǎng)強(qiáng)儀系統(tǒng)，輸入用戶名及密碼；待出現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試界面后，啟動(dòng)成功。

在筆記本電腦桌面上雙擊Gpsinfo圖標(biāo)，進(jìn)入Gps。設(shè)置面板，點(diǎn)擊“Scan Com Port”，待掃描端口號(hào)完成后，將相應(yīng)的端口名稱選填在“Com Port：”一欄，“Baud Rate”一欄選擇“4800”，設(shè)置好后，點(diǎn)擊“Start GPS”，待下面空框中有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示后，關(guān)閉此設(shè)置面板。

2.2 數(shù)據(jù)采集

NI-1000廣播信號(hào)綜合測(cè)試系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將所有測(cè)試數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，制成Excel表格。測(cè)量值包括時(shí)間、頻率、場(chǎng)強(qiáng)值、經(jīng)緯度、海拔高度、行駛速度等，測(cè)量數(shù)據(jù)Excel表見表1。

為了便于測(cè)量數(shù)據(jù)比較和分析，在測(cè)試時(shí)會(huì)不定時(shí)不定點(diǎn)的手動(dòng)記錄實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行聲音的主觀評(píng)價(jià)見表2。

2.3 數(shù)據(jù)處理

利用NI-1000場(chǎng)強(qiáng)儀自帶的數(shù)據(jù)處理功能，可以輕松的繪制出測(cè)試的路線圖、場(chǎng)強(qiáng)圖、場(chǎng)強(qiáng)圖等值面、場(chǎng)強(qiáng)圖覆蓋面積量算等，并可直接將圖形輸出。

2.4 場(chǎng)強(qiáng)值

場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試采用多點(diǎn)測(cè)試，其信號(hào)強(qiáng)度的主觀評(píng)分與場(chǎng)強(qiáng)值的關(guān)系見表3。

3 結(jié)語

利用NI-1000場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單方便，工作效率得到顯著提高，在預(yù)期的服務(wù)對(duì)象地區(qū)內(nèi)，可以清楚分析出收測(cè)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)可達(dá)到或超過可用場(chǎng)強(qiáng)的區(qū)域。通過客觀測(cè)量和主觀評(píng)價(jià)，如實(shí)地反映廣播效果和頻譜狀況。

參考文獻(xiàn)

[1] NI-1000嵌入式廣播測(cè)量監(jiān)測(cè)模塊及系統(tǒng)用戶手冊(cè)[S].

[2] GY/T.176-2001.中華人民共和國(guó)廣播電影電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 金濤.基于Virgine G2的電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的研究與實(shí)現(xiàn)[D].天津：天津大學(xué)，2004.

[4] 陳朝輝，曲振峰.電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)儀設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2009（7）.

[5] 李亞蘭.基于PCI總線的圖像采集系統(tǒng)研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2007.