调频同步广播覆盖（共7篇）
调频同步广播覆盖 篇1
调频广播因其优秀的音质和抗干扰性能而成为城市广播覆盖的主要手段。随着城市规模的日益扩展, 调频发射台的功率也跟着成数量级地增大, 由原来的100W、300W上升到1KW、3KW、甚至10KW, 而发射天线的高度也由几十米上升到百余米甚至三四百米。已经逐步形成高塔大功率覆盖的格局。
一、高塔大功率FM覆盖存在的问题
(一) 从广播业界的角度来看, 高塔大功率覆盖模式的主要优点是建设方便, 省事省力, 见效快。但其固有缺点和带来的负面影响也是不容忽视的, 主要有以下几点:
1、因调频广播工作于米波段, 极易因高大建筑物和其他物体反射形成多径干扰
2、因高山和低谷等地形因素会产生收不到信号的阴影区;
3、大区制覆盖因频率不能复用造成规划困难;
4、频谱利用率低, 浪费本已紧缺的频率资源;
5、不能解决长距离交通线的连续覆盖问题。
(二) 从社会发展的角度来看, 它还有更重要的二条缺点:
1、浪费能源。覆盖区场强不均匀度可达60dB, 大量超出需要的无效辐射, 形成能源的巨大浪费;
2、污染环境。大功率FM发射台在天线附近周边地区辐射场强超过环境电磁波卫生标准已是不争的事实。
二、调频同步广播技术几乎可以解决上述所有问题
由于采用小功率按需布点的方法, 在满足覆盖需要的前提下, 把单台发射机的功率大幅度降了下来, 降到10W、50W、最大不超过300W, 这就使诸多问题应刃而解。
1、对于多径干扰。由于功率小了, 大部分反射波场强下降到不至于产生干涉的水平, 并且由于布点多, 部分多径干扰区可能被互相掩盖;
2、可以用同步补点的办法消除阴影区;
3、小功率辐射易于规划, 且提高频谱利用率;
4、可方便组成单频网, 满足交通线上的无缝覆盖, 保证驾乘人员的不间断接收;
5、场强不均匀度仅为30dB, 加上使用低高度垂直极化天线, 极大地减小对空辐射和根部近场辐射, 既节约能源, 又满足电磁环境卫生标准, 并可避免造成对航空频段的干扰。
三、关于调频同步广播技术标准
《调频同步广播系统技术规范》GY/T154-2000这个标准的核心是规定了实现“三同”以保证单频网正常运行的必要条件。 (1) 同频:相对频差≤1×10ˉ9 (2) 同相:传输时延差≤10μs (单声) , 5μs (立体声) (3) 同调制度:调制度偏差限制在约5%以内。
这些定量数据的获得是在分析了相干区内非线性解调导致失真的机理后, 通过严格的实验室模拟测试得到几组相关图表和特性曲线, 取3KHz以下分量失真<1%, 5KHz分量失真<7%, 得到允许的△t和△M数据, 又参考法国和意大利在同类试验中用主观评估的方法取得的数据与其相吻合, 这些数据又在外场布点收测试验中 (功率从10W, 50W到300W, 布点2个、3个到6个以上) 得到反复验证后, 根据必要性和可能性相结合的原则确定的。
这个标准对于同步广播系统工程实施的指导意义除了提出对入网发射设备、信号传输设备、信道体制及信号传输格式 (保证传输增益和时延稳定性) 的要求外, 实际上也对整个网络系统设计如:布点选址时的台间跨距、天线方向图及安装要求等作出了限制, (如:站点跨距在单声道时不大于18公里, 立体声时不大于9公里) 对实施工程所需的测量仪器、设备 (特别是时延测量) 性能提出要求。
四、搞好调频同步广播工程建设的关键是:“认真”
到目前为止, 可以说FM同步广播理论是清楚的, 技术是成熟的, 设备也在日臻完备, 剩下的问题就是需要认真的科学态度和严谨的工作作风。目前, 广播界对于常规调频广播发射台的建设已是轻车熟路, 买好设备安装到位即可。一提同步广播, 便想到要有周密的设计, 严格的测量, 认真的调整, 辛苦的外场收听检验以及日后的运行维护等等, 往往产生畏难情绪。其实, 调频同步广播工程的实施, 并不像有人想像的那么困难。
目前我国已经开发出适合我国国情的FM同步广播系统设备, 并进一步研制了配套的测量仪器、等时延传输技术和设备, 以及通用的时延自动补偿技术和设备。我国FM同步广播技术已跃上了一个新台阶。
调频同步广播覆盖 篇2
1 高塔大功率调频发射机 (FM) 覆盖带来的问题
1.1 从广播业界的角度来看, 高塔大功率覆盖模式的主要优点是建设方便, 省时省力, 见效快。
但其固有缺点和带来的负面影响业是不容忽视的, 主要有以下几点:
1.1.1 因调频广播工作于米波段, 极易因高大建筑物和其他物体反射形成多径干扰;
1.1.2 因高山和低谷等地形因素会产生收不到信号的阴影区;
1.1.3 大区制覆盖因频率不能服用造成规划困难;
1.1.4 频谱利用率低, 浪费本已紧缺的频率资源;
1.1.5 不能解决长距离交通线的连续覆盖问题。
1.2 从社会发展的角度来看, 它还有更重要的两条缺点:
1.2.1 浪费能源。覆盖区场强不均匀度可达60db, 大量超出需要的无效辐射, 形成能源的巨大浪费。
1.2.2 污染环境。大功率FM发射台在天线附近周边地区辐射场强超过环境电磁波卫生标准已是不争的事实。
2 调频同步广播技术几乎可以解决上述所有问题
由于采用小功率按需布点的方法, 在满足覆盖需要的前提下, 把单台发射机的功率大幅度降了下来, 降到10W、50W, 最大不超过300W, 这就使诸多问题迎刃而解。
对于多径干扰。由于功率小了, 大部分反射波场强下降到不至于产生干扰的水平, 并且由于布点多, 部分多径干扰区可能被互相掩盖;
可以用同步补点的办法消除阴影区;
2.1 小功率辐射易于规划, 且提高频谱利用率;
2.2 可方便组成单频网, 满足交通上的无缝覆盖, 保证驾乘人员的不间断接收;
2.3 场强不均匀度仅为30db, 加上使用低高度垂直极化天
线, 极大地减小对空辐射和根部近场辐射, 既节约能源, 又满足电磁环境卫生标准, 并可避免造成对航空频段干扰。
3 关于调频同步广播技术标准
《调频同步广播系统技术规范》GY/T154-2000由广电总局科技司提出任务, 广电总局广播电视计量中心牵头, 联合杭州众力传播公司、青岛广电所、浙江人民广播电台等单位共同起草。从1999年6月经过多次讨论、实验、修改、征求专家意见、专家审定、报批, 于2000年12月生效实施。
这个标准的核心是规定了实现“三同”以保证单频网正常运行的必要条件。a.同频:相对频差1X10-9;b.相同:传输时延差成10ps (单声) 5ps (立体声) ;c.同调制度:调制度偏差限制在约5%以内。
这些定量数据的获得是在分析了相干区内非线性解调导致失真的机理后, 通过严格的实验室模拟测试得到几组相关图表和特性曲线, 取3KHz以下分量失真<1%, 5KHz分量失真<7%, 得到允许的△t和OM数据, 又参考法国和意大利在同类试验中用主观评估的方法取得的数据与其相吻合, 这些数据又在外场布点收测试验中 (功率从10W、50W到300W, 布点2个、3个、到6个以上) 得到反复验证后, 根据必要性和可能性相结合的原则确定的。
这个标准对于同步广播系统工程实施的指导意义除了提出对入网发射设备、信号传输设备、信道体制及信号传输格式 (保证传输增益和时延稳定性) 的要求外, 实际上也对整个网络系统设计, 如:布点选址时的台间跨距、天线方向图及安装要求等作出了限制, (如:站点跨距在单声道时不大于18公里, 立体声时不大于9公里) 对实施工程所需的测量仪器、设备 (特别是时延测量) 性能提出要求。当然, 目前还缺少一个调频同步广播的规划标准 (总局科技司正在考虑制定) , 所以, 现阶段同步广播系统的建设, 必须到广电总局科技司报批, 以保证科学有序的进行推
4搞好调频同步广播工程建设的关键是“认真”
从广东省率先进行调频同步广播试验以来, 到目前为止, 可以说FM同步广播理论是清楚的, 技术是成熟的, 设备也在日臻完备, 剩下的问题就是需要认真的科学态度和严谨的工作作风。目前了, 广播界对于常规调频广播发射台的建设已是轻车熟路, 买好设备安装到位即可。一提同步广播, 便想到要由周密的设计严格的测量, 认真的调整, 辛苦的外场收听检验以及日后的运行维护等等, 往往产生畏难情绪。其实, 调频同步广播工程的实施, 并不像有人想的那么困难。
首先, 我们已经开发出适合我国国情的FM同步广播系统设备, 并同时研制了配套的测量仪器, 加上几年的工程实践, 积累了不少有用的经验。现在众力传播公司和青岛广电所又跟国内几家知名高科技企业通力合作, 开发出具有自主知识产权的等时延传输技术和设备, 以及通用的时延自动补偿技术和设备。使我国FM同步广播技术又上了一个台阶。
调频广播覆盖的技术实践 篇3
1 基本理论
1.1 服务场强
服务区内接收点的场强计算公式为[1]:
式中d为距发射台的距离(m),P为发射机功率(w),HT、HR分别为发射天线和接收天线的高度(m),G为发射天线增益(倍),λ为波长(m)。
1.2 3dB法则
天线发射系统的电磁波能量是由发射机的发射能量和天线的增益相互叠加产生的。
发射能量的计算公式为:
式中G增(dbi)为发射机发射功率,G增(dbi)发射天线增益。
1.3 天线的极化特性
天线的极化特性是指天线辐射电磁波时,电场矢量的方向与电波传播方向的相对关系。极化主要分为圆极化、线极化,线极化又分为水平极化和垂直极化[2,3]。
由于电波的极化特性,决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流,极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减,而垂直极化方式则不易产生极化电流,从而可避免能量的大幅衰减,保证信号的有效传播。对于圆极化天线而言,相对于水平或垂直单一极化方式,只是覆盖范围会有所降低。
1.4 分析结果
综上所述,在发射功率保持一定的情况下,通过调整天线挂高,减少天馈系统插入损耗,选择合适的极化方式等都能在一定程度上提高服务场强,增强服务区内的调频无线覆盖效果。
2 实验与测试
为更好地研究在不同传输条件下调频节目的无线覆盖效果,岳阳电视转播台组织专业技术人员对岳阳电视转播台金鹗山基站(海拔97m)和达摩岭基站(海拔778m)的调频节目进行了大范围的收测,用测试设备测出各频率的场强值,并记录收听效果。
表1、表2为不同发射条件下测试数据比较。水平极化改用垂直极化方式或圆极化方式发射,通过同条件同地点进行的收测数据和收听效果进行统计和对比,场强得到了3～6dB的提升,收听效果有明显改善;在地势相对平缓的丘陵平原地区,同铁塔的情况下,发射天线挂高位置高比挂高位置低的覆盖效果要好;通过优化调整天馈系统的配置安装,一般情况下整个系统能够减少衰减2～3dB以上。
3 结论
调频广播发射系统采用垂直极化或圆极化发射要优于水平极化方式。通过对天馈系统的优化设计安装,能够最大限度地提升覆盖质量。
在广播电视的实际应用中,应以理论为依据,以实践经验为准绳,以实际覆盖效果为最终目标,不断创新技术思路。这是实践科学发展观,建立环境友好,资源节约的两型社会对我们广播电视工作者的新要求。
参考文献
[1]方德葵,倪世兰,钱岳林.电视与调频发送技术[M].北京:中国广播电视出版社,2005.
[2]左智成,李兴华.电波与天线[M].安徽:合肥工业大学出版社,2006.
调频同步广播覆盖 篇4
调频同步广播是使用同一载波频率、用同一节目源, 按合理的功率等级以多点同时发射的方法实现广阔地域无间隙同步覆盖的广播技术。低于1kW的小功率、小跨度同步现在我国部分省市开展普遍, 10kW以上中心台站大跨度调频同步现在还处于实践探讨阶段。
调频同步广播的实施可以使有限的调频频率资源得到充分利用, 频谱的利用率大大提高。同步广播使用单一频率实现大范围广播覆盖, 特别是高速公路上, 免去了听众搜寻频率的痛苦, 对于频道来说, 也不用在版头花几分钟时间介绍各地区频率。节目的覆盖和收听的方便, 将使收听率大幅度提高, 将带来不可估量的社会和经济效益。
2 调频广播技术简介
按照GY/T154-2000《调频同步广播系统技术规范》的技术指标, 调频同步广播必须达到整个系统的“三同”“一保”, 以彻底解决广播发射相干区内的干扰问题, 做到全系统无间隙同步覆盖, 保证调频同步广播网正常运行。
所谓“三同”就是通常所强调的调频同步广播三大要素“同频”、“同相”、“同调制度”。“一保”就是要求系统内所有发射服务区内有足够覆盖场强。
“同频”的要求:
(1) FM同步广播系统中, 任意相邻两台发射机之间的载频、导频相对频率差小于1×10-9。
(2) FM同步广播系统中, 各台站的基准频率源的稳定度≤5×10-9/24h。
“同相”的要求:
(1) FM同步广播系统中, 在相干区内同一参考点, 任意相邻两台发射机的已调波信号之间的相对时间差:
单声道广播≤10μs;立体声广播≤5μs。
(2) FM同步广播系统中, 各发射机已调制信号相位时延稳定性, 优于1μs (1kHz, 最大频偏:±75kHz, 24h) 。
“同步调制”的要求:
(1) FM同步广播系统中, 任意相邻两台发射机的调制度误差≤3%。
(2) FM同步广播系统中, 要求每部发射机调制度稳定性≤2.5% (1kHz, 最大频偏:±75Hz, 24h) 。
“一保”的要求:
在所要覆盖的区域 (城区、道路及农村) 的电波场强都应达到相应的国家标准。
这次我省使用了国产的数字调频同步广播设备, 该厂家是我国最早涉足数字调频同步广播技术的国内生产商之一, 技术成熟, 产品性能稳定。
数字调频同步广播技术产品主要有:数字延时器, GPS标准频率发生器, 数字同步激励器, 数字同步卫星接收机。其中GPS标准频率发生器是数字调频同步广播技术实现的关键, 它输出一个基础载频和一个数字基准频率给数字同步激励器, 通过GPS卫星跟踪校准, 频率精度达10-9, 误差在0.2Hz量级, 而普通的激励器基准频率误差在500Hz。再通过数字延时器实现相位高度同步。发射台站激励器调制度严格一制, 整体实现“三同”。
3 干扰区收测
我省现有交通体育频道和交通音乐频道两套交通广播, 频点分别是92.7MHz和107.8MHz, 按照湖北省广播电视总台领导交通频道覆盖路路通的要求, 分别围绕几条主要高速公路做了相应转播台站覆盖建设, 其中武汉市龟山和湖北大悟主要是覆盖京珠高速, 湖北随洲和湖北谷城是覆盖汉十高速, 随洲—谷城同是卫星信号源, 技术实施较龟山—大悟容易。下面就龟山—大悟92.7MHz做介绍。龟山—大悟特点: (1) 高功率等级:龟山是10kW, 哈里斯Z-10CD发射机, 大悟3kW, 陕广FM302S-2发射机。 (2) 节目信号传输路径不同:一个是光纤传输, 一个是卫星传输。光纤传输的时延是基本固定的, 而卫星轨道时延是在一定范围内波动和变化的。这就必然导致在相干区内的部分地域或部分地域在部分时段内“同相”的指标达不到技术要求。但我们想通过实验验证, 在大部分地区、大多数时间里同步效果是否能够达到可以接受的水平。如果能得到肯定的答案, 那就获得了在一定条件下实际应用的价值。
收测显示, 京珠高速40km至102km段出现交叠区内严重的同频干扰, 严重的地方明显有两个声音, 听众无法忍受, 且干扰区覆盖离高速20km的孝昌县城, 5分制打分只能打1分。具体相干区如图1所示。
4 龟山—大悟数字调频同步广播实施
龟山广播电视发射台是我省在武汉市的中心发射台, 肩负着中央、省、市的12套调频广播的发射任务, 且发射功率大, 覆盖范围广, 方案操作十分小心, 既要安装调试到位, 又要保证安全播出。龟山、大悟两台站同步广播设备组成原理图见图2和图3。
考虑到龟山中心台的重要性, 该方案对数字同步激励器用原哈里斯激励器实行了热备份, 数字同步激励器如果发生故障, 值班员可以直接把原哈里斯激励器输出接哈里斯功放, 保证节目正常发射。
我们取总控机房数字钟的GPS秒信号, 用移相器、示波器等设备对总控至龟山光纤线路链路和数字微波链路时延进行了测量, 分别为125362μs和84652μs, 微波比光纤信号快40710μs, 龟山和大悟直线距离116km, 在使用光纤的情况下, 对两地时延进行了测量。京珠高速102km至40km干扰严重, 且京珠高速往西约20km (整个孝昌) 都有严重干扰, 中心干扰点经实测在出孝昌8km处, 离龟山85km, 距大悟发射台35km, 信号到达龟山、大悟两发射台点的时延是912916μs, 到达中心干扰点大悟比龟山快1 6 7μs (50km延时) , 总体时延应该是9 1 2 7 4 9 (912916-167) μs, 这样设置大悟数字同步激励器时延为5000μs, 设置龟山数字同步激励器时延为2749μs, 数字延时器取915000μs。时延的测量方法有多种, 为了保证准确性我们采用了实测法 (实测法是把所有信号链路都连接后所测得的延时) 。只对发射台到干扰中心点用计算法, 具体测算方法:
大悟:总控 (1PPS～移相器～光发机) —光纤—上星站—中星6B—卫星天线—同步卫星接收机—数字同步激励器—FM解调仪—数字示波器1。
龟山:总控 (1PPS～移相器～光发机) —光纤—光接收机—AES输出—数字延时器—数字同步激励器—FM解调仪—数字示波器2。
在数字延时器设置延时为0s的情况下, 获取移相器读数, 计算两地时延。实际为912749μs。
经过实测时延两信号同时到达中心干扰区, 再到干扰区进行实测, 已经没有两个声音的情况, 细调时延, 直到最佳。通过数字同步激励器里的音频调节将两地调制度统一。两地数字同步激励器使用由GPS标准频率发生器产生的GPS跟踪校对的基准频率, 保证载频和导频频率高度一致, 频率精度10-9。至此, 已经实现两台站频率、相位、调制度三同。具体激励器参数设置见表1。
5 安装同频设备后的收测
安装设备后再到相干区, 效果改善明显, 大部收听可打5分, 中心干扰点4分。随洲—谷城覆盖的汉十高速基本无相干, 龟山—大悟覆盖的京珠高速原相干区也全面改善, 总体改善程度95%。考虑到龟山发射功率较大, 两发射源不可避免因为传播路径不同, 发射机型号不同等, 产生时延, 局部信号叠加产生的失真仍存在, 但总体在可以接受的范围内。
6 出现的问题及解决
经过近半年的运行观察, 设备工作稳定, 相干区再没有听众反应收不好交通广播。但出现一个问题:现用的数字同步激励器开机后功率开启太快, 导致发射机过荷报警, 自我保护关机, 必须二次开机才能工作。我们对激励器开启后达到正常工作功率所需时间进行了重新设置, 将原来功率提升时间15s改为60s, 使发射机功率上升曲线平缓, 之后再没有出现发射机报警。
7 结束语
调频广播覆盖工程技术研究 篇5
1 影响调频接收效果的几种因素
1.1 客观因素
1.1.1 地形、地貌
调频电波在传输过程中如果遇到阻挡物, 则会导致信号衰减, 所以在山区进行覆盖时, 大山、沟壑都是影响调频电波进行传输的重要因素, 同时这种影响也会随着地形、地貌的复杂化而不断的增强。不仅大山和沟壑对其有影响, 就是在发射台附件的路段, 如果处于低洼的情况, 前面再有小山丘和高楼阻挡时, 对传播信号也会有较大的影响, 同时在信号传输过程中由于衰减的较为严重所以信号无法反射回来, 所以该路段对于场强的接受较弱, 很难实现较好的接收效果。
1.1.2 电磁环境
随着城市进程的快速发展, 城市的规模不断的增大, 在一些中心城市中的各广播电台所使用的频率呈非常密集的状态, 这样各频率之间的干扰情况较为严重, 同时由于无线电通讯、汽车、工业电磁污染等交织形成交调和互调的干扰源, 这种情况下电磁环境较为复杂, 即使加大场强, 也很难接收到高质量的调频无线广播。所以即使在市区高楼密集、工业、电气设备、汽车等干扰源较为复杂的区域内设置比普通场强高十多个分贝的信号场强, 在其接收到的广播中也会有断断续续的干声存在。但如果处于农村和乡镇等地方, 由于电磁环境较为纯净, 所以就是较小的场强, 也能接收到高质量的调频广播。
1.1.3 高大建筑、森林、高山
由于调频波段受高大建筑、森林、高山等阻挡时, 会直接影响到信号的传输效果, 在接时收质量也会有所下降。因此即使是二个发射点距离较近, 但如果有山和高大建筑阻隔, 那么其覆盖的区域内一样也无法收到理想的调频广播效果。
1.2 主观因素
在我国现在所收听到的调频广播中, 许多时候会听到“沙沙”的声音, 造成此种现象的主要原因是由于现在城市的发展过程中所建造的高层建筑越来越多所造成的, 这主要是由于电波在传输的过程中, 在其走过天线的路程及到达接收点的相位都是有所差异的, 这时高层建筑越来越高、越来越多则导致了电波的多径传播。这主要是由于为了达到调频广播的有效覆盖面积不断增加, 所以对发射天线增益, 但在实际使用时, 并不是发射天线增益越高越好, 因为在发射天线增益不断增加的同时, 天线层数也会随之增多, 这时就会导致水平波过于集中, 形成许多的“零点”, 所以在移动接收时则会造成“沙沙”的噪音。目前我国的调频发射天线多数采用水平极化的方式, 这种方式尽管增强了抗干扰能力, 覆盖面积也有所增加, 但对于处于移动接收和不断建设的城市中心区来说还是具有许多不利因素的。
2 广播发射天线技术
2.1 天线极化方向
指调频广播辐射波在空中的电场方向, 常用的有垂直极化 (电场垂直于地面) 和水平极化 (电场平行于地面) 两种。由于极化方向与接收天线振子一致时接收效果最好, 按普通接收机以拉杆 (单鞭状) 天线为主的实际情况, 一般调频广播都选全向辐射效率高的垂直极化天线。但在频率紧张, 空中信号干扰严重的大城市, 也可选择水平极化天线, 回避干扰、优化辐射效率。
2.2 方向图
指天线辐射功率的空间分布规律, 是调频广播在实际条件下形成有效覆盖的关键指标, 应按工作要求, 选定方向图匹配的发射天线。
2.3 组合天线的高增益
实际工作中, 偶极子组合天线的增益与偶极子间距成正相关性, 灵活配置多层偶极子的天线, 可在高增益下实现方向图的按需调整。其中, 垂直极化天线特点是简单, 全向辐射效果明显, 但安装空间大, 不易进行定向反射。而水平极化天线有方向性, 定向效果好, 安装空间小, 易使用反射器的优点。
2.4 功率容量的选择
由天线振子材料、间距决定, 要使发射功率与天线功率容量相匹配。3馈线指标及其重要性调频广播频率高, 具有直线视距传输特性。以地球半径尺=6370km的理想球体来计算对端天线挂高均为100 m的微波地面中继距离, 即视距约为50 km, 因调频广播传输视距远小于1k W调频发射机有效覆盖半径, 所以实际调频广播的有效覆盖半径主要由夭线挂高决定, 也就是说相关的馈线长度指标至关重要, 其中低损耗馈线是提高有效覆盖的很好选择。
3 总结与思考
第一, 要提高频率规划预测的准确性, 不仅要根据国际电联的预测软件, 更重要的是采用精确的地理信息数据和人口分布数据作为规划的基础, 前者造成的误差是在可预知的范围内, 后者造成的误差是无法预测的, 因此, 要采用国家测绘局地理信息数据和人口分布信息数据作为规划的依据。这是目前我国最精确的地理信息数据和人口分布数据;
第二, 将调频同步广播技术应用于调频覆盖网工程, 这不仅可以降低同频保护率, 同时也可以采用技术手段解决同频相干区的干扰问题;
第三, 适当调整相邻发射台的载波频率间隔, 既不能太大, 也不能太小, 间隔太大, 频率利用将降低, 间隔太小, 保护率将提高, 覆盖重叠区的干扰将加大;
第四, 尽量减少发射台同一广播的重叠覆盖区;
第五, 如果可能, 尽可能采用调频同步广播来实现同一广播节目的覆盖。
摘要：目前我国的广播形式都是通过调频方式来对声音信号进行传输的。本文重点分析了影响调频接收效果的几种因素, 并进一步对广播发射技术及该项技术的发展趋势进行了具体的阐述。
关键词：调频覆盖,技术,研究
参考文献
[1]姜文波.调频广播覆盖工程技术研究[J].广播与电视技术, 2006 (12) .
[2]冯学精.浅谈调频同步广播[J].山西电子技术, 2011 (01) .
广西乡镇调频广播覆盖网建设 篇6
广播电视村村通工程是国家为解决广播电视信号覆盖“盲区”的农民收听收看广播电视难问题而组织实施的一项民心工程。广西区 (省) 自启动村村通广播电视工程至今, 丰富农民群众的业务文化生活, 提高农村无线覆盖有效范围和质量。由于广西区 (省) 山区面积广大、人口分布散, 发射台站数量有限, 使得中央、省、市 (县) 部分广播电视节目在农村乡镇无法进村入户。
为进一步解决全区农村过半乡镇收不到或收不好广播节目信号, 当地市 (县) 广播节目无法在乡镇形成有效覆盖的问题, 实现城乡公共服务均等化, 2013年自治区人民政府将村村通广播电视乡镇无线覆盖工程列入政府十大为民办实事工程之一的文化惠民工程, 自治区广电局决定采用小功率、多布点的方式在全区建设105个无线广播电视发射基站, 重点解决一批乡镇广播电视无线覆盖效果不好的问题。
1乡镇调频广播覆盖建设主要研究内容
1.乡镇调频广播覆盖建设结合节能减排技术, 研究乡镇调频发射台建设模式。
2.采用远程监控技术和自动控制技术研发多频率调频发射机主备机工作模式。
3.按照无人值守的要求研究有效的发射台建设模式、运维模式, 制定台站设备配置标准、设备工作模式、远程监控模式。
2总体设计
2.1系统组成
乡镇调频广播覆盖建设采用小功率、多布点的方式, 在广西区 (省) 32个县新建105个乡镇调频发射台站。乡镇调频广播覆盖网系统组成如图1所示, 主要由信号共源系统、乡镇调频发射台和远程监控系统三大部分组成。共源信号系统位于县城网络机房内, 统一调制9路调频信号, 经混合并转换为光信号, 通过农村有线电视网络传到全县域各乡镇发射台;乡镇调频发射台采用多路调频收转一体发射机进行转频发射;远程监控系统对共源信号系统和发射台设备实时远程监控管理, 实现乡镇调频发射台无人值守、远程监控、自动派发维护工单的运维模式。
2.2节能减排设计
1.利用太阳能设计
考虑在台站利用太阳能, 机房屋顶为铺设光伏组件而设计。机房朝向为南偏西11度, 屋顶斜面北高南低, 为充分利用太阳能而设计。
2.利用热压原理实现自然散热
天线桅杆利用空气热压原理设计为底部进气、内部中空以及顶部排气的方式, 与机房排气孔连接, 有效地对乡镇调频发射机房进行自然散热。当机房内外的平均气温不一致时, 室外新鲜的冷空气从机房底部被吸入, 室内的热空气从铁塔上端排出, 形成“烟囱效应”;利用热压通风实现调频发射机房全自然通风, 最大限度地利用自然风对机房进行降温, 以达到节能减排目的。
3.设备自然风冷散热
多路调频收转一体发射机的机箱背板采用挤压铝型材散热器, 对发射机进行全自然风冷散热, 即可有效保障散热效果, 又能降低发射机能耗。
3技术方案与实现方式
3.1共源信号系统
如果采用发射台分散调制的方式, 每个乡镇调频发射台都配备对应调制器, 会增加调制器的数量。本项目新建的乡镇调频发射台采用共源方式, 统一调制9路调频信号传到全县域各乡镇发射台。如图2所示, 调制器安装在县级网络机房, 它将不同信号源调制成多路高频信号, 经混合器混合为一路宽带射频信号;光发射机将宽带射频信号转换成光纤信号, 通过农村有线电视网络传输至乡镇调频发射台。广西区 (省) 乡镇调频广播覆盖网采用共源信号传输与新增频率相结合的方式, 不仅提高频率利用率, 还大大减少了调制设备的使用数量。
3.2乡镇发射台站系统
乡镇调频发射台的光收机接收共源信号系统传来的光纤信号, 经放大、整形, 生成一路宽带射频信号, 输入自主研发的多路30W调频收转一体发射机。一台发射机包含3个独立发射通道, 采用解调再调制的方式, 可同时将3个调频频率转换为另外任意3个频率进行发射, 每个频率发射功率30W。一个发射台共播出9个频率的调频广播, 均配置1+1主备发射机。发射机包含调频接收解调、调制、功放、检测与控制、本地及远程客户端软件系统, 采用32位ARM CPU的嵌入式监控系统, 将ARM控制器集成在功放模块中, 实现整机输出功率, 反射功率、电流、电压及温度的监测, 并对整机的工作状态进行监控。发射机各个节点设置了检测电路, 可及时准确地判定故障部位。监控数据通过网络传给区中心监控平台, 实现广西区 (省) 乡镇调频广播覆盖网的远程监控。图3为多路调频发射1+1主备系统框图。
自主研发多路调频发射机主备切换器对发射机进行切换控制, 一台切换器提供6路信号输入, 分别接收多频率调频主备机的射频信号, 实现故障自动切换控制, 输出3路射频信号经三工器送至调频天线进行发射。切换器集多路切换于一体, 基于Cortex-M3内核的多路自动控制设计, 通过以太网接口、RS485接口判断各发射机工作状态, 再经FM接收芯片空中接收确认, 辅助交流电输入功率检测, 最终判断是否进行主、备机切换。
3.3远程监控系统
乡镇调频广播覆盖网远程监控系统采用无人留守, 远程监控的运维方式, 纳入广西整省 (区) 广播电视无线发射台站运行支撑管理系统, 实现共源信号系统、发射机系统、环境安防系统和电力系统的监控。
1.信号源监控
如图1所示, 同一个县域内的各乡镇台站发射采用共源方式, 此共源的信号源调制部分位于县级网络机房。调频激励器通过自带的远程监控接口连接至交换机, 将激励器自身运行参数和状态实时数据回传到省中心监控平台, 以实现县级机房信号源监控, 确保信号源的正常工作。
2.乡镇调频发射台监控
如图4所示, 台站端监控包括两个子系统:发射机监控系统和环境安防监控系统。发射机系统中每部发射机单独具有网口通信, 监控内容包括:设备工作状态、参数配置和接口工作状态等;报警内容包括:数据异常、故障等。台内实现自动1+1切换, 并可以远程切换。
环境安防监控系统通过在机房内安装摄像头、传感器等终端设备, 利用环境采集控制器采集发射机房环境实时监控数据, 传输到省中心监控平台, 实现对环境 (温湿度、浸水、烟雾等) 、环境视频的实时远程监控。
台站各子系统通过TCP/IP协议交换机组网, 与外部通信可以选择SDH光纤专网、ADSL和无线3G等任意一种。
3.总中心监控平台
采用一级管理模式, 由省中心监控平台对台站直接监控和发布维护工单, 各地分中心以接收维护工单形式进行维护。分中心接收维护工单的方式可以从办公室电脑上登录设备运行维护系统获取和手机短信获取。
监控系统采用B/S和C/S混合模式的系统结构, 既可通过监控电脑客户端对台站进行监控, 又可通过网页浏览器对运行状态进行查看。登录人员具有不同级别的操作和查看权限。
4实施与应用
广西区 (省) 乡镇调频广播覆盖网建设的实施, 确定了乡镇调频广播覆盖网建设的技术要求、机房设备配置标准、远程监控接口标准、乡镇调频覆盖网远程监控体系, 制定了《全区村村通广播电视乡镇无线覆盖工程技术手册》。截至2013年年底, 广西区 (省) 乡镇调频广播覆盖网105个乡镇调频发射台站已建成开播, 实现了所有乡镇调频发射台整体远程监控管理、信息储存交换、台站的无人值守管理以及市县自办节目的进村入户, 扩大了广播的有效覆盖。
5结束语
广西区 (省) 乡镇调频广播覆盖网建设重点解决一批乡镇广播电视无线覆盖效果不好的问题, 不仅顺利完成2013年自治区人民政府十大为民办实事工程之一的文化惠民工程, 有效提高了广西调频广播覆盖率, 而且通过研究有效的发射台建设模式、运维模式, 使广西乡镇调频广播网建设、运维更加科学有效。
参考文献
[1]广播电视村村通工程[OL].http://epaper.gmw.cn/gmrb/html/2011-10/24/nw.D110000gmrb_20111024_4-02.htm, 2011-10-24.
调频同步广播覆盖 篇7
关键词：调频广播,覆盖,影响因素,优化
我国的广播主要是通过调频方式对声音信号进行传输的, 调频广播是一种在发射电波幅度不变的情况下, 调频随着声音的强弱变化而发生改变的一种调制模式。调频广播具有很多不可比拟的优点, 比如传播距离较远, 可以进行立体声广播, 同台的调频天线间的保护距离较小, 干扰地面积较小, 法神台建设费用较低等。然而, 调频广播受外界环境的影响较大, 调频广播信号在桥梁、森林、高山较多的地方容易受到阻挡而使信号的接收效率大大降低, 它的接收频率在地下隧道、高架路桥及高楼大厦等地方都容易受到影响。另一方面, 各项工业、手机以及汽车等其他通信也会对调频广播造成较大的干扰。因此对调频广播的覆盖进行优化具有十分重要的意义。
1 调频广播覆盖的影响因素分析
1.1 影响调频广播覆盖的发射源因素分析
1.1.1 多途径传播方式的因素
多途径的传播方式对调频广播质量有很大的影响, 因为在这种传播方式下电波会发生干扰声。很多城市由于建筑物较高且较为密集, 都存在较为严重的多途径传播现象。
1.1.2 发射机因素
发射机的功率、发射调制和指标都会对调频广播的质量产生较大的影响。倘若发射源为了增加用户接收时的响度而将总频偏调得过大, 使总频偏大于带宽, 将会导致载波能量发生分散和衰落。另一方面, 如果频带的宽度过大也会产生能量的浪费, 同时会对相邻频率的信号产生干扰作用, 降低频率信号的稳定性, 进而产生噪音。另一方面, 信号的带宽和偏频也会对信号的接收产生影响。
1.1.3 天线因素
其他条件相同时, 调频广播的覆盖面积和发射天线的增益呈正相关的关系。然而, 天线的增益会增加天线的层数, 如果水平波束的分布过于密集就容易产生缺点位, 也就是所谓的“阴影区” (也叫做“零点”) 。相应的干扰声会在移动接收的过程中影响到信号的质量, 因此, 天线的增益也不是越高越好。另一方面, 天线的极化也会对移动信号的接收质量产生影响。
1.1.4 音频信号因素
从播音室发送到机房的广播音频信号通常具有较大的音频动态范围, 而且音频幅度的稳定性也较差, 如果对信号传输的时间较长, 还可能会对频谱特性的变化产生一定的负面影响。
1.2 影响调频广播覆盖的电磁因素分析
目前, 随着我国城市化进程的不断加快, 广播电台的使用频率也呈现出越来越密集的趋势, 导致信号输送通道拥挤现象的产生, 在城市的中心需要同时对很多个广播电台的频率进行传送, 这样一来, 不用广播电台的信号之间就很会相互干扰, 信号质量产生了很大影响。另外, 城市中的各种电磁污染、手机、汽车等也会对信号造成干扰, 导致电磁环境非常复杂, 即使提高场强也难以保证用户能够接收到到良好的信号, 用户接收到的信号通常会存在干扰声。所以, 在对调频广播覆盖工程进行规划时, 必须充分认识到电磁环境对接收效果的影响, 尽量将发射台建在干扰相对较小的地方。
1.3 影响调频广播覆盖的地理因素分析
调频广播在传输的过程, 如果遇到阻挡物, 信号就会减弱。所以, 自然环境中的沟壑、山峦等都会对调频广播信号的正常传播产生阻挡和干扰。越复杂的地理环境对调频广播信号的影响也越大。同时, 如果发射台附近存在低洼路段, 而其前方又有高楼或山丘阻挡, 则可能导致传播中的信号有时不规划时, 一定要考虑到地形地貌因素对信号接收效果的影响。
2 调频广播覆盖的优化技术分析
2.1 发射机功率适宜
为了增加调频广播的覆盖范围, 在选择调频广播的发射机的功率时要注意2个方面的问题:第一是要保证接收场强符合相关的要求, 比如调频广播G制2波段接收的场强应为-51d BV;第二是要考虑天线的损耗和增益情况, 同时要对信号所能覆盖到的区域的反射衰落以及地形地势等情况进行分析。相关研究表明, 发射机的功率对于信号的场强和覆盖率的影响并不十分显著, 所以一般情况下不必选择功率过高的发射机, 选择功率较低的发射机不仅能够达到预期的效果, 而且节约了能源, 降低了成本。一般而言, 在电磁环境比较差的大城市一般需要选择功率较大的发射机, 而其他地区选择功率为1千瓦作用的发射机比较合适。
2.2 合理的选择和安装发射天线
2.2.1 合理选择天线极化方向
调频广播的工作频率一般为87~108MHz, 这决定了调频广播的发射天线应以单偶极子或双偶极子等偶极子天线为主, 辅以一定的反射面调整辐射方向和区域, 从而实现在不同区域下的不同覆盖面。发射天线的极化方向有垂直和水平2种。水平极化发射天线一般具有较强的方向性, 定向效果较好, 方便安装, 容易进行定向反向工作;垂直极化天线具有简单和辐射效果明显的优点, 但覆盖面积相对较小, 且对安装空间的要求较高, 难以进行定向反射工作。综上所述, 相关工作人员应该根据实际需求对发射天线的极化方向进行选择, 比如在市中心接收和移动接收信号时比较适合采用垂直极化天线, 而在一些大城市空中信号受干扰较大时一般适合采用水平极化天线。
2.2.2 提高天线的增益
一般情形下, 为了减少共塔天线之间的干扰, 如果共塔天线小于3套, 一般选择单独的垂直极化天线, 而如果共塔天线大于3套, 则通常一个选择共用的水平极化多层反射天线。为了在调频同步广播覆盖范围内做到精确调整同步, 并针对同步发射点的单独覆盖范围和所覆盖区域的地理环境的阻挡和吸收特性减小相干区, 也可以通过调整发射点的场形图对相干区进行调整。为了提高发射天线的增益, 应该采用5层以上的天线作为接收线, 同时应该保障信号覆盖范围内的场强的稳定性, 使信号的接收效率得到提高。
2.2.3 其他方面
除了天线极化方向和天线增益2个方面以外, 还可以从以下几个方面对天线进行合理的选择和安装:第一, 通过对天线发射下倾角进行小幅度的调整, 可以起到补偿信号零点的作用, 从而降低直射波与反射波产生的波动性, 使城市中心区域的直射波场强的稳定性有所提高, 同时有效避免了其他信号的干扰作用, 使用户接收信号的效率大大提高;第二, 以不同条件下调频广播所形成的有效覆盖作为指标, 选定合适的方向图匹配的发射天线;第三, 通过将天线挂高的方式也可以增加广播的信息覆盖范围, 同时应该辅之以低损耗馈线来完成天馈线和发射机的之间有机融合。
2.3 利用调频同步广播技术
调频同步的广播系统是由2台或2台以上的发射机组成的, 这些发射机具有相邻的服务区, 这个系统可以载入同一频道, 并且在同一时间对相同的节目进行播放, 具有相同的相位与同时性。调频同步广播系统内的发射点应该尽量发射完全相同的调制信号, 并且保证场强的大小符合相应的要求, 从而有效地减轻或者避免信号干扰作用。具体可以从2个方面对调频同步广播技术进行:第一, 采用定向覆盖和小功率补点的方式强化调频广播的覆盖效果。并且通过补点的方式减轻或避免地形地貌因素对于覆盖效果所产生的消极影响。第二, 结合具体情况对发射天线进行调整, 从而实现对同步广播的覆盖范围的精确调整。
3 结语
本文分析了调频广播的覆盖的影响因素, 包括发射源因素、电磁因素、地理因素, 在此基础上, 对调频广播的覆盖问题进行了优化分析, 提出可以通过选择合适的发射机功率、合理的选择和安装发射天线、利用调频同步广播技术等方式来提高调频广播的覆盖效果。
参考文献
[1]魏建业, 陈永刚.谈谈广播电台的现场直播[J].电声技术, 2002 (3) :64-66.