調(diào)頻廣播覆蓋的影響因素及優(yōu)化技術(shù)分析

陳侃

摘要：在目前高科技信息化時(shí)代背景下，我國(guó)的調(diào)頻廣播工作正面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。由于我國(guó)的音頻信號(hào)是通過直射波傳播的，自然環(huán)境和通訊設(shè)備等因素比較容易對(duì)傳播信號(hào)的質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，對(duì)調(diào)頻廣播覆蓋的覆蓋效率進(jìn)行優(yōu)化具有十分重要的意義。文章首先對(duì)影響調(diào)頻廣播覆蓋的發(fā)射源因素、電磁因素和地理因素進(jìn)行了分析，然后分析了調(diào)頻廣播覆蓋的優(yōu)化技術(shù)，提出應(yīng)該從選取適宜的發(fā)射機(jī)功率、對(duì)發(fā)射天線進(jìn)行合理的選擇和安裝、利用調(diào)頻同步廣播技術(shù)等方面對(duì)調(diào)頻廣播的覆蓋進(jìn)行優(yōu)化，以期為同行提供參考。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻廣播；覆蓋；影響因素；優(yōu)化

我國(guó)的廣播主要是通過調(diào)頻方式對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)模{(diào)頻廣播是一種在發(fā)射電波幅度不變的情況下，調(diào)頻隨著聲音的強(qiáng)弱變化而發(fā)生改變的一種調(diào)制模式。調(diào)頻廣播具有很多不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，比如傳播距離較遠(yuǎn)，可以進(jìn)行立體聲廣播，同臺(tái)的調(diào)頻天線間的保護(hù)距離較小，干擾地面積較小，法神臺(tái)建設(shè)費(fèi)用較低等。然而，調(diào)頻廣播受外界環(huán)境的影響較大，調(diào)頻廣播信號(hào)在橋梁、森林、高山較多的地方容易受到阻擋而使信號(hào)的接收效率大大降低，它的接收頻率在地下隧道、高架路橋及高樓大廈等地方都容易受到影響。另一方面，各項(xiàng)工業(yè)、手機(jī)以及汽車等其他通信也會(huì)對(duì)調(diào)頻廣播造成較大的干擾。因此對(duì)調(diào)頻廣播的覆蓋進(jìn)行優(yōu)化具有十分重要的意義。

1調(diào)頻廣播覆蓋的影響因素分析

1.1影響調(diào)頻廣播覆蓋的發(fā)射源因素分析

1.1.1多途徑傳播方式的因素

多途徑的傳播方式對(duì)調(diào)頻廣播質(zhì)量有很大的影響，因?yàn)樵谶@種傳播方式下電波會(huì)發(fā)生干擾聲。很多城市由于建筑物較高且較為密集，都存在較為嚴(yán)重的多途徑傳播現(xiàn)象。

1.1.2發(fā)射機(jī)因素

發(fā)射機(jī)的功率、發(fā)射調(diào)制和指標(biāo)都會(huì)對(duì)調(diào)頻廣播的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。倘若發(fā)射源為了增加用戶接收時(shí)的響度而將總頻偏調(diào)得過大，使總頻偏大于帶寬，將會(huì)導(dǎo)致載波能量發(fā)生分散和衰落。另一方面，如果頻帶的寬度過大也會(huì)產(chǎn)生能量的浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)對(duì)相鄰頻率的信號(hào)產(chǎn)生干擾作用，降低頻率信號(hào)的穩(wěn)定性，進(jìn)而產(chǎn)生噪音。另一方面，信號(hào)的帶寬和偏頻也會(huì)對(duì)信號(hào)的接收產(chǎn)生影響。

1.1.3天線因素

其他條件相同時(shí)，調(diào)頻廣播的覆蓋面積和發(fā)射天線的增益呈正相關(guān)的關(guān)系。然而，天線的增益會(huì)增加天線的層數(shù)，如果水平波束的分布過于密集就容易產(chǎn)生缺點(diǎn)位，也就是所謂的“陰影區(qū)”（也叫做“零點(diǎn)”）。相應(yīng)的干擾聲會(huì)在移動(dòng)接收的過程中影響到信號(hào)的質(zhì)量，因此，天線的增益也不是越高越好。另一方面，天線的極化也會(huì)對(duì)移動(dòng)信號(hào)的接收質(zhì)量產(chǎn)生影響。

1.1.4音頻信號(hào)因素

從播音室發(fā)送到機(jī)房的廣播音頻信號(hào)通常具有較大的音頻動(dòng)態(tài)范圍，而且音頻幅度的穩(wěn)定性也較差，如果對(duì)信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間較長(zhǎng)，還可能會(huì)對(duì)頻譜特性的變化產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。

1.2影響調(diào)頻廣播覆蓋的電磁因素分析

目前，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，廣播電臺(tái)的使用頻率也呈現(xiàn)出越來越密集的趨勢(shì)，導(dǎo)致信號(hào)輸送通道擁擠現(xiàn)象的產(chǎn)生，在城市的中心需要同時(shí)對(duì)很多個(gè)廣播電臺(tái)的頻率進(jìn)行傳送，這樣一來，不用廣播電臺(tái)的信號(hào)之間就很會(huì)相互干擾，信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生了很大影響。另外，城市中的各種電磁污染、手機(jī)、汽車等也會(huì)對(duì)信號(hào)造成干擾，導(dǎo)致電磁環(huán)境非常復(fù)雜，即使提高場(chǎng)強(qiáng)也難以保證用戶能夠接收到到良好的信號(hào)，用戶接收到的信號(hào)通常會(huì)存在干擾聲。所以，在對(duì)調(diào)頻廣播覆蓋工程進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，必須充分認(rèn)識(shí)到電磁環(huán)境對(duì)接收效果的影響，盡量將發(fā)射臺(tái)建在干擾相對(duì)較小的地方。

1.3影響調(diào)頻廣播覆蓋的地理因素分析

調(diào)頻廣播在傳輸?shù)倪^程，如果遇到阻擋物，信號(hào)就會(huì)減弱。所以，自然環(huán)境中的溝壑、山巒等都會(huì)對(duì)調(diào)頻廣播信號(hào)的正常傳播產(chǎn)生阻擋和干擾。越復(fù)雜的地理環(huán)境對(duì)調(diào)頻廣播信號(hào)的影響也越大。同時(shí)，如果發(fā)射臺(tái)附近存在低洼路段，而其前方又有高樓或山丘阻擋，則可能導(dǎo)致傳播中的信號(hào)有時(shí)不規(guī)劃時(shí)，一定要考慮到地形地貌因素對(duì)信號(hào)接收效果的影響。

2調(diào)頻廣播覆蓋的優(yōu)化技術(shù)分析

2.1發(fā)射機(jī)功率適宜

為了增加調(diào)頻廣播的覆蓋范圍，在選擇調(diào)頻廣播的發(fā)射機(jī)的功率時(shí)要注意2個(gè)方面的問題：第一是要保證接收?qǐng)鰪?qiáng)符合相關(guān)的要求，比如調(diào)頻廣播G制2波段接收的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)為-51dBV第二是要考慮天線的損耗和增益情況，同時(shí)要對(duì)信號(hào)所能覆蓋到的區(qū)域的反射衰落以及地形地勢(shì)等情況進(jìn)行分析。相關(guān)研究表明，發(fā)射機(jī)的功率對(duì)于信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)和覆蓋率的影響并不十分顯著，所以一般情況下不必選擇功率過高的發(fā)射機(jī)，選擇功率較低的發(fā)射機(jī)不僅能夠達(dá)到預(yù)期的效果，而且節(jié)約了能源，降低了成本。一般而言，在電磁環(huán)境比較差的大城市一般需要選擇功率較大的發(fā)射機(jī)，而其他地區(qū)選擇功率為l千瓦作用的發(fā)射機(jī)比較合適。

2.2合理的選擇和安裝發(fā)射天線

2.2.1合理選擇天線極化方向

調(diào)頻廣播的工作頻率一般為87～108MHz，這決定了調(diào)頻廣播的發(fā)射天線應(yīng)以單偶極子或雙偶極子等偶極子天線為主，輔以一定的反射面調(diào)整輻射方向和區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)在不同區(qū)域下的不同覆蓋面。發(fā)射天線的極化方向有垂直和水平2種。水平極化發(fā)射天線一般具有較強(qiáng)的方向性，定向效果較好，方便安裝，容易進(jìn)行定向反向工作；垂直極化天線具有簡(jiǎn)單和輻射效果明顯的優(yōu)點(diǎn)，但覆蓋面積相對(duì)較小，且對(duì)安裝空間的要求較高，難以進(jìn)行定向反射工作。綜上所述，相關(guān)工作人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求對(duì)發(fā)射天線的極化方向進(jìn)行選擇，比如在市中心接收和移動(dòng)接收信號(hào)時(shí)比較適合采用垂直極化天線，而在一些大城市空中信號(hào)受干擾較大時(shí)一般適合采用水平極化天線。

2.2.2提高天線的增益

一般情形下，為了減少共塔天線之間的干擾，如果共塔天線小于3套，一般選擇單獨(dú)的垂直極化天線，而如果共塔天線大于3套，則通常一個(gè)選擇共用的水平極化多層反射天線。為了在調(diào)頻同步廣播覆蓋范圍內(nèi)做到精確調(diào)整同步，并針對(duì)同步發(fā)射點(diǎn)的單獨(dú)覆蓋范圍和所覆蓋區(qū)域的地理環(huán)境的阻擋和吸收特性減小相干區(qū)，也可以通過調(diào)整發(fā)射點(diǎn)的場(chǎng)形圖對(duì)相干區(qū)進(jìn)行調(diào)整。為了提高發(fā)射天線的增益，應(yīng)該采用5層以上的天線作為接收線，同時(shí)應(yīng)該保障信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)的穩(wěn)定性，使信號(hào)的接收效率得到提高。

2.2.3其他方面

除了天線極化方向和天線增益2個(gè)方面以外，還可以從以下幾個(gè)方面對(duì)天線進(jìn)行合理的選擇和安裝：第一，通過對(duì)天線發(fā)射下傾角進(jìn)行小幅度的調(diào)整，可以起到補(bǔ)償信號(hào)零點(diǎn)的作用，從而降低直射波與反射波產(chǎn)生的波動(dòng)性，使城市中心區(qū)域的直射波場(chǎng)強(qiáng)的穩(wěn)定性有所提高，同時(shí)有效避免了其他信號(hào)的干擾作用，使用戶接收信號(hào)的效率大大提高；第二，以不同條件下調(diào)頻廣播所形成的有效覆蓋作為指標(biāo)，選定合適的方向圖匹配的發(fā)射天線；第三，通過將天線掛高的方式也可以增加廣播的信息覆蓋范圍，同時(shí)應(yīng)該輔之以低損耗饋線來完成天饋線和發(fā)射機(jī)的之間有機(jī)融合。

2.3利用調(diào)頻同步廣播技術(shù)

調(diào)頻同步的廣播系統(tǒng)是由2臺(tái)或2臺(tái)以上的發(fā)射機(jī)組成的，這些發(fā)射機(jī)具有相鄰的服務(wù)區(qū)，這個(gè)系統(tǒng)可以載入同一頻道，并且在同一時(shí)間對(duì)相同的節(jié)目進(jìn)行播放，具有相同的相位與同時(shí)性。調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)射點(diǎn)應(yīng)該盡量發(fā)射完全相同的調(diào)制信號(hào)，并且保證場(chǎng)強(qiáng)的大小符合相應(yīng)的要求，從而有效地減輕或者避免信號(hào)干擾作用。具體可以從2個(gè)方面對(duì)調(diào)頻同步廣播技術(shù)進(jìn)行：第一，采用定向覆蓋和小功率補(bǔ)點(diǎn)的方式強(qiáng)化調(diào)頻廣播的覆蓋效果。并且通過補(bǔ)點(diǎn)的方式減輕或避免地形地貌因素對(duì)于覆蓋效果所產(chǎn)生的消極影響。第二，結(jié)合具體情況對(duì)發(fā)射天線進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)同步廣播的覆蓋范圍的精確調(diào)整。

3結(jié)語

本文分析了調(diào)頻廣播的覆蓋的影響因素，包括發(fā)射源因素、電磁因素、地理因素，在此基礎(chǔ)上，對(duì)調(diào)頻廣播的覆蓋問題進(jìn)行了優(yōu)化分析，提出可以通過選擇合適的發(fā)射機(jī)功率、合理的選擇和安裝發(fā)射天線、利用調(diào)頻同步廣播技術(shù)等方式來提高調(diào)頻廣播的覆蓋效果。