淺談影響無線接收場強(qiáng)的因素

周守瑞

（吉林省信息化建設(shè)促進(jìn)中心，長春 130000）

淺談影響無線接收場強(qiáng)的因素

周守瑞

（吉林省信息化建設(shè)促進(jìn)中心，長春 130000）

本文主要是在廣播電視無線傳輸理論的基礎(chǔ)上，通過實(shí)踐等方式，研究討論外界因素對無線接收場強(qiáng)的影響。關(guān)鍵詞：無線接收；場強(qiáng)；天線增益

1 引言

無線電視臺發(fā)送電視信號的載波是甚高頻或超高頻的電波，這種電波在空間傳播時，隨著距離的增加其電場強(qiáng)度要逐漸減弱，傳播路程中間也不能有阻擋物。到達(dá)接收點(diǎn)時，它的電場強(qiáng)度（簡稱場強(qiáng)）究竟還有多大，人們最關(guān)心它，因?yàn)榻邮拯c(diǎn)的場強(qiáng)是能否收看電視的重要依據(jù)。

2 影響接收場強(qiáng)的幾點(diǎn)因素

2.1 最大直視距離

地球是球形的，如果發(fā)射天線的高度為h1，接受天線的距離為h2，如圖1所示，則由發(fā)射點(diǎn)A到接收點(diǎn)B的射線，正好能和地球表面想切時，發(fā)收之間的距離D達(dá)到了最大值。因?yàn)樵龠h(yuǎn)一點(diǎn)，射線就會被地球所阻擋。這個最大距離我們稱為最大直視距離，用D來表示。稱為直線的原因是因?yàn)槁烦讨虚g沒有阻擋，理論上可以直接看得見，它是電波經(jīng)地球表面繞射過去的，但是信號大大減弱，而且也不穩(wěn)定，很難計算。

圖1 最大直視距離

2.2 自由空間損耗

自由空間就是沒有任何阻擋和反射的理想化空間，這個空間內(nèi)也不含有地球。在自由空間中發(fā)射出來的電波能量，要向四周的空間輻射出去。隨著距離的增加，空間的球面面積越來越大，單位面積的能量就逐漸減弱，形成了能量的損耗，這種損耗就稱為自由空間損耗。

在自由空間中，發(fā)射點(diǎn)A發(fā)射，到達(dá)接收點(diǎn)B時，只有自由空間損耗。根據(jù)電波傳輸?shù)睦碚?，B點(diǎn)的場強(qiáng)應(yīng)為

式中，E為場強(qiáng)，單位mV/m ；D為收發(fā)點(diǎn)之間的距離，單位km；P為發(fā)射臺的有效輻射功率，單位kW。

有效輻射功率是半波偶極子天線的發(fā)射為基準(zhǔn)計算的，它可以由以下公式求得

式中，PT為發(fā)射機(jī)的輸出功率，單位為kW；GT為發(fā)射天線相對于半波偶極子天線的功率增益，單位倍數(shù)；ηT為發(fā)射天線的饋線功率。

這些數(shù)字通常由電視發(fā)射臺提供。天線增益如果給的是dB值，應(yīng)該轉(zhuǎn)換為功率放大倍數(shù)才能計算。饋線效率是由于饋線的損耗造成，有時候天線增益也可能已包括饋線效率在內(nèi)。

2.3 平坦地面上的接受場強(qiáng)

在實(shí)際情況中，電波常常并不是在自由空間傳播的。在地面上，一個平坦的地球表面就會對電波產(chǎn)生發(fā)射，地面反射波的路由是根據(jù)地面的反射條件，即入射角等于反射角所決定的，符合這個條件的反射點(diǎn)即可。最后，接收到的信號應(yīng)當(dāng)為兩者之和。地面反射波的幅度和直射波大致相等，因?yàn)樗麄兯鶄鞑サ穆烦檀笾孪嗟惹业孛娴姆瓷湟矌缀跏侨瓷?，并不存在反射損耗。但是由于傳播的路程有差別，相位不相同，所以不能直接相加而要用矢量加法。

2.4 接收天線高度的影響

接收天線的高度對場強(qiáng)的影響很大。通常在發(fā)射天線的高度h1和距離D固定的情況下，接收高度h2有一個最佳值，使場強(qiáng)最大。h2的最佳值使式中的正玄項(xiàng)成為1，因而場強(qiáng)最大。既然是正玄函數(shù)，還會有第二個最佳高度，第三個最佳高度等。但是在實(shí)際條件中，h2不可能達(dá)到如此高度。在甚高頻波段，甚至第一高度都很難實(shí)現(xiàn)。超高頻波段則有可能實(shí)現(xiàn)第一最佳高度。

可以簡化為：

由此可見，在h2較小的情況下，Er正比于h2。高度h2增高一倍，Er增加6dB。

總之，高度h2會引起場強(qiáng)的變化。有時候，工程中需要調(diào)整接收天線的高度來增大接收場強(qiáng)。

2.5 一般情況下的接收場強(qiáng)

在場強(qiáng)的傳輸中，有時途中會有障礙物，有時地形和氣候等各種復(fù)雜因素都會使計算不正確。當(dāng)然，它還是可以作為初步設(shè)計的依據(jù)的。如果是起伏的地形或者山區(qū)，就完全不能使用。為此，國際無線電咨詢委員會做了很多工作制定出一套曲線，可供設(shè)計時參考使用。這些數(shù)據(jù)是在一定的起伏地區(qū)內(nèi)，長期測試出來的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，有相當(dāng)高的可靠程度。

使用數(shù)據(jù)時，首先要確定起伏地帶的起伏程度有多少。它是用參數(shù)△h來表示的。確定△h可見圖2根據(jù)起伏高度的變化而改變的。

圖2 起伏程度的確定

3 結(jié)束語

我國的有線電視從20世紀(jì)80年代開始發(fā)展增快，發(fā)展前景廣闊。今后，總的發(fā)展趨勢是擴(kuò)大覆蓋面積，增大容量，加多功能，使之成為信息社會中各家各戶必備的傳輸系統(tǒng)。本文僅從無線場強(qiáng)的影響因素介紹環(huán)境變化對無線電視廣播的影響，分析無線信號的傳輸特性?！?/p>

[1] 黃吳明．有線電視技術(shù)．北京 京廣播學(xué)院出版社，1991

[2] 國家技術(shù)監(jiān)督局．彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定．北京 國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994

[3] 何大中．廣播電視技術(shù)手冊－系統(tǒng)與覆蓋網(wǎng)．北京 防工業(yè)出版社，1990

[4] 陳德澤．廣播電視監(jiān)測技術(shù)．北京 國廣播電視出版社，2008

Talk about the Factors that Affect the Field Strength of Wireless Receiving

Zhou Shourui
(Jilin Information Construction Promotion Center, Changchun, 130000 )

Based on the theory of radio television broadcasting transmission, this paper mainly discusses the influence of external factors on the wireless receiving field strength through the practice and so on.

Wireless receiving; Field strength; Antenna gain

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.08.018

TN943 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：B

1672-7274（2016）08-0055-02

周守瑞，男，本科，內(nèi)蒙古科技大學(xué)通信工程專業(yè)畢業(yè)，現(xiàn)任吉林省信息化建設(shè)促進(jìn)中心工程師，主要從事無線電監(jiān)測工作。