短波廣播鏈路場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)與覆蓋區(qū)分析驗(yàn)證

劉佳

摘 要：短波是一種使用比較廣泛的廣播形式，在傳遞信息過程中發(fā)揮了重要作用。在其廣播過程中，鏈路之間會(huì)在一定區(qū)域內(nèi)形成一定強(qiáng)度的電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)的強(qiáng)度和覆蓋區(qū)域會(huì)對(duì)廣播的發(fā)送造成一定的影響。為了充分發(fā)揮短波廣播傳遞信息的作用，就需要對(duì)短波廣播鏈路場(chǎng)強(qiáng)和覆蓋區(qū)進(jìn)行研究。介紹了短波廣播的基本情況，并通過科學(xué)、有效的方法進(jìn)行了短波廣播鏈路場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)和覆蓋區(qū)的分析驗(yàn)證，希望可以提供參考和依據(jù)，提出更加合理的短路廣播應(yīng)用方案，提高其應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：短波廣播；鏈路；場(chǎng)強(qiáng)；覆蓋區(qū)

中圖分類號(hào)：TN934 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.089

為了充分了解短波廣播所造成的輻射影響以及覆蓋區(qū)域內(nèi)的信號(hào)接收情況，為相關(guān)工作的開展提供便利，就需要對(duì)短波廣播鏈路場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)覆蓋區(qū)進(jìn)行分析，通過有效的方法加以驗(yàn)證。但短波廣播鏈路場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，發(fā)射功率、頻率、駐波等眾多因素都會(huì)直接影響預(yù)測(cè)結(jié)果，同時(shí)，地理環(huán)境、設(shè)備儀器也會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試造成影響。只有對(duì)這幾方面因素進(jìn)行綜合考慮，制訂更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)量方案，才能保證短波廣播鏈路場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)性，為發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值奠定基礎(chǔ)和保障。

1 短波廣播概述

短波廣播是指播送波段形式為短波的廣播，作為無線電頻譜重要組成部分，其頻段在2.3～26.1 MHz之間，是一種使用較為廣泛的廣播形式，具有較強(qiáng)的穿透能力和抗干擾能力，在保證信息有效傳遞的同時(shí)，還能提高信息的安全性，起到良好的保密作用。基于短波廣播的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，經(jīng)常將其應(yīng)用于軍事領(lǐng)域中。傳統(tǒng)短波廣播通常會(huì)采用調(diào)幅方式來調(diào)制的，在電離層的反射作用下，短波廣播可以在較遠(yuǎn)的距離傳遞信息，覆蓋面積較廣，是國際廣播中最為常見的一種廣播形式，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的大規(guī)模全球傳送；同時(shí)，短波廣播具有較強(qiáng)的安全性和適應(yīng)能力，相比于其他廣播技術(shù)更加方便、經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用價(jià)值較高。經(jīng)過多年的發(fā)展和研究，已經(jīng)形成了較為成熟的短波廣播技術(shù)體系，全球制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在很多領(lǐng)域都作出了巨大貢獻(xiàn)。就目前的廣播技術(shù)來看，短波廣播仍然具有較大的應(yīng)用價(jià)值，其他媒體形式很難動(dòng)搖其地位。

2 鏈路場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)和覆蓋區(qū)分析驗(yàn)證

由于在進(jìn)行短波廣播鏈路場(chǎng)強(qiáng)和覆蓋區(qū)分析驗(yàn)證時(shí)，需要考慮的影響因素有很多，所以，必須采用科學(xué)、合理的測(cè)試驗(yàn)證方法——應(yīng)先該將坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，然后在對(duì)場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行處理，得出具體的數(shù)據(jù)分析結(jié)果后，用仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證，完成整個(gè)分析驗(yàn)證過程。

2.1 轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系

在對(duì)短波廣播場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量之前，首先要建立合適的坐標(biāo)系系統(tǒng)，利用坐標(biāo)對(duì)測(cè)量出的經(jīng)緯度數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)系原點(diǎn)為短波廣播發(fā)射點(diǎn)，將其定義為正北方的0°，然后以90°為標(biāo)準(zhǔn)，向著一個(gè)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測(cè)量，利用相應(yīng)的公式將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換。如果用R表示地球半徑，用α和β分別表示經(jīng)度和緯度，則測(cè)量距離與角度之間存在關(guān)系為：

需要注意是，在得出經(jīng)度和緯度的具體大小之后，不能直接進(jìn)行測(cè)量工作，需要將其具體數(shù)值代入關(guān)系式中，得出經(jīng)度和緯度在坐標(biāo)系中所對(duì)應(yīng)的角度，然后再進(jìn)行下一步的工作。

2.2 處理場(chǎng)強(qiáng)值

由于短波廣播鏈路在電磁場(chǎng)所覆蓋區(qū)域內(nèi)，不同地點(diǎn)的地形地貌存在一定的差異，所以，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度也會(huì)有所不同。在得出各個(gè)測(cè)量點(diǎn)實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)大小之后，以60 dBμV/m作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)測(cè)量點(diǎn)在該場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行推算。

將短波廣播發(fā)射端以及場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量點(diǎn)分別設(shè)為A和B，假設(shè)B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度在短波廣播傳遞過程中為F，且在廣播過程中電常數(shù)ε和電導(dǎo)率δ始終不變。此時(shí)，如果降低發(fā)射端的天線，則短波廣播鏈路中存在的關(guān)系為：

短波廣播在傳播過程中難免會(huì)遇到障礙物，這就會(huì)對(duì)其傳播造成影響。在進(jìn)行分析時(shí)，不能按照理想狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，需要將障礙物所造成的影響作用考慮在內(nèi)。大型建筑物是短波廣播過程中最為常見的一種障礙物類型，廣播信號(hào)在大型建筑物的影響下，通常會(huì)出現(xiàn)發(fā)射和折射現(xiàn)象。在這個(gè)過程中，便會(huì)損耗掉部分信號(hào)、降低信號(hào)的強(qiáng)度。通過了解建筑物內(nèi)、外場(chǎng)強(qiáng)的大小，計(jì)算出兩者之間的差值，可以大致推算出損耗信號(hào)的強(qiáng)弱，然后再通過上文的公式計(jì)算此時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度。

經(jīng)過測(cè)量和計(jì)算之后發(fā)現(xiàn)，短波場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋面積與信號(hào)頻率成反比，會(huì)隨著頻率的升高而變小；與天線陣子夾角成正比，會(huì)隨著角度的增大而增大。同時(shí)，當(dāng)角度逐漸減小時(shí)，短波廣播場(chǎng)強(qiáng)中強(qiáng)度相等的點(diǎn)連接形成的圖形逐漸趨向于橢圓。

2.3 仿真軟件驗(yàn)證

在經(jīng)過測(cè)量和計(jì)算得出具體的數(shù)據(jù)之后，可以利用仿真軟件驗(yàn)證。常用的軟件為WPLOFT2000，以國際電聯(lián)網(wǎng)站的部分參考數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，能夠保證驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性。在利用仿真軟件驗(yàn)證時(shí)，為了提高驗(yàn)證結(jié)果的說服力，需要在不同時(shí)間對(duì)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行多次驗(yàn)證。此外，還需要改變短波頻率進(jìn)行多次驗(yàn)證。經(jīng)過驗(yàn)證之后，如果測(cè)量結(jié)果與仿真預(yù)測(cè)結(jié)果基本一致，則表明測(cè)量方法是科學(xué)、可行的。由于仿真軟件驗(yàn)證比較方便，降低了計(jì)算難度，具有較高的精準(zhǔn)性，能提高短波廣播場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)效率和預(yù)測(cè)水平，因此，其成為了一種比較重要的輔助工具，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)束語

通過本文可知，當(dāng)短波廣播環(huán)境相同時(shí)，短波場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋面積與信號(hào)頻率成反比，會(huì)隨著頻率的升高而變小；與天線陣子夾角成正比，會(huì)隨著角度的增大而增大。此外，當(dāng)角度逐漸減小時(shí)，短波廣播場(chǎng)強(qiáng)中強(qiáng)度相等的點(diǎn)所形成的圖形逐漸趨向于橢圓。

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〔編輯：張思楠〕