基于ITU-R P.1546的場強計算方法

（河南省新聞出版廣電局104臺，河南鄭州 450003）

基于ITU-R P.1546的場強計算方法

劉向陽 李廣強

（河南省新聞出版廣電局104臺，河南鄭州 450003）

ITU-R P.1546在廣播電視無線覆蓋場強預測中的應用日漸廣泛，基于此，從工作實際出發，以某個臺站為實例，詳細敘述計算場強預測值的方法，以供有關技術人員在工作中借鑒參考。

ITU-R P.1546；場強；計算方法

ITU-R P.1546是國際電聯推薦的頻率范圍從30MHz至3 000MHz點對面無線電傳播的唯一預測模型，適用于有效發射天線高度3 000m以下，距離1～1 000km的陸地、海洋或陸海混合的傳播路徑［1］。其以表格及圖表的形式提供頻率為100、600、2 000MHz，有效輻射功率為1kW的場強值，余者可通過內插/外推公式進行計算。

本文以河南省某臺站為例，應用ITU-R P.1546-4建議書，介紹計算場強預測值的一種方法。有關ITU-R P.1546中關鍵參數的理解，請參閱《解讀ITU-R P.1546建議書》一文。

已知參數如表1所示，求解50%位置、50%時間概率下90°方向上（以正北方向為0°）距離發射點42km處某點的場強預測值。

表1 臺站基礎數據表

1 數據準備

1.1 發射天線h1的標定

1.1.1 heff的定義。heff定義為從發射天線到接收天線的方向上3～15km距離間，超出地面平均水平的天線高度，如圖1所示。對于陸地路徑，接收點距離發射天線d≥15km時有h1=heff。

圖1heff應用示意圖

1.1.2 h1的標定。首先要從測繪部門或有關網站獲取臺站附近的海拔數據，計算出發射點90°方向上3～15km距離間的平均海拔havg（見表2）。

表2 海拔數據表

因此，有：h1=heff=海拔高度+天線掛高-havg=352+80-143.94=288.06m。

如果h1等于給定的8個標稱有效高度（10、20、37.5、75、150、300、600m和1 200m）之一，則可通過查找曲線或表格，直接得到所需要的場強值。反之，可通過式（1）計算：

式（1）中，當h1＞1 200m時，hinf=600m；否則，hinf取h1之下最接近的標稱有效高度。當h1＞1 200m時，hsup= 1 200m；否則，hsup取h1之上最接近的標稱有效高度。Einf為在所需距離上hinf的場強值；Esup為在所需距離上hsup的場強值。

因h1=288.06m，則有：hinf=150m；hsup=300m。

1.2 頻率f的標定

ITU-R P.1546提供標稱頻率值為100、600、2 000MHz的場強值，所需頻率的場強值可在標稱場強值間通過式（2）求得：

式（2）中，f為需做出場強預測的頻率，finf為低端標稱頻率（f＜600MHz時為100MHz，否則為600MHz）；fsup為高端標稱頻率（f＜600MHz時為600MHz，否則為2 000MHz）；Einf為finf的場強值；Esup為fsup的場強值。

發射頻道為CH20，f=527.25MHz，則有：finf=100MHz；fsup=600MHz。

1.3 距離d的標定

ITU-R P.1546建議書中提供了多達24幅的圖來描述場強與1～1 000km距離范圍間的曲線關系，如果可從這些曲線圖上直接讀出場強，則不需要進行距離d的內插，為得到更高的精度以及便于計算機運算，也可從ITU第三研究組（Study Group 3）提供的表格（http://www.itu.int/ ITU-R/index.asp?category=study-groups&rlink=rsg3-soft?ware-ionospheric&lang=zh）中得到場強值，如距離d不在表格給定的值內，則可通過對d的線性內插求得場強值E，如式（3）所示：

式（3）中，d為需做出場強預測的距離；dinf為表格內小于d的最接近的距離；dsup為表格內大于d的最接近的距離；Einf為dinf處的場強值；Esup為dsup處的場強值。

因d=42km，則有：dinf=40km；dsup=45km。其中，P.1546提供的200km以內距離d數值見表3。

表3 P.1546提供的200km以內距離d數值表（km）

2 計算方法

ITU-R P.1546建議書中定義有詳盡的計算步驟，采用遞歸循環的計算方法，特別適用于計算機計算。本文簡化了計算步驟，未考慮時間百分比、地點百分比、接收天線高度、凈空角等因素的影響修正，僅適用于手工方式粗略計算。

2.1 低端標稱頻率finf時的計算

①當finf=100MHz，hinf=150m時，距離d的內插計算。查表4（該表由Study Group 3提供的表格化數據簡化而來）可知：dinf=40km處，有Einf=47.902；dsup=45km處，有Esup= 45.199。將其代入式（3）有：

②當finf=100MHz，hsup=300m時，距離d的內插計算。查表4可知：dinf=40km處，有Einf=55.251；dsup=45km處，有Esup=52.533。將其代入式（3）有：

③當finf=100MHz時，h1的內插計算。將E（hsup）、E（hinf）帶入式（1）有：

表4 ITU-R P.1546提供的表格化場強數據表1Frequency：100MHzTime：50Path：Land

2.2 高端標稱頻率fsup時的計算

①當fsup=600MHz，hinf=150m時，距離d的內插計算。查表5（該表由Study Group 3提供的表格化數據簡化而來）可知：dinf=40km處，有Einf=44.194；dsup=45km處，有Esup= 40.906。將其代入式（3）有：

②當fsup=600MHz，hsup=300m時，距離d的內插計算。查表5可知：dinf=40km處，有Einf=52.395Einf=44.194；dsup= 45km處，有Esup=48.992。將其代入式（3）有：

③當fsup=600MHz時，h1的內插計算。將E（hsup）、E（hinf）代入式（1）有：

表5 ITU-R P.1546提供的表格化場強數據表2Frequency：600MHzTime：50Path：Land

2.3 發射頻率為f時場強預測值的計算

前面對fsup、finf分別進行了距離d、有效天線高度h1的內插計算，將求得的E（finf）=53.694，E（fsup）=50.515代入式（2）有：

引入天線增益、饋線損耗的影響，即：

由以上計算可知，P=1kW，f=527.25MHz，h1=288.06m，天線增益為8.5dB，饋線損耗為1.2dB時，50%位置、50%時間概率下90°方向上距離發射點42km處某點的場強預測值為58.044dB（μV/m）。

若P=10kW時，同等條件下有：E=58.044+10log10= 68.044dB（μV/m）。

2.4 場強覆蓋圖的預測

沿用上述計算方法，分別計算出0°～359°（如以5°為間隔）方向上距離發射點等距點的場強預測值，就可以繪制出該臺站的場強預測覆蓋圖，如圖2所示。

圖2 場強預測覆蓋示意圖

3 結論

從上述分析可知，針對ITU-R P.1546建議書的手工計算是比較繁瑣的，并且精度也不高，不適于大數據量的計算。盡管ITU-R P.1546中提供了適用于計算機的計算方法，并給出了計算步驟和可量化的表格化數據，但由于計算參數很多，轉化為計算機建模時工作也并不簡單。因此，以ITU-R P.1546建議書為預測模型的應用軟件屈指可數，而且價格昂貴。

［1］崔衛兵，劉向陽，李京.解讀ITU-R P.1546建議書［J］.廣播與電視技術，2012（4）：98-100.

Field Strength Calculation Method Based on ITU-R P.1546

Liu Xiangyang Li Guangqiang
（Henan Press and Publication Bureau 104，Zhengzhou Henan 450003）

ITU-R P.1546 is widely used in radio and TV wireless field strength prediction,based on this,from the practical work,taking a station as an example,the method of how to calculate the value of the field strength predic?tion was described,to provide a reference for the relevant technical personnel in the work.

ITU-R P.1546；field strength；calculation method

TN011

：A

：1003-5168（2017）01-0042-03

2016-12-10

劉向陽（1972-），男，本科，高級工程師，研究方向：廣播電視無線覆蓋。