調頻廣播覆蓋的影響因素與優(yōu)化技術探究

□ 陳維彬

在某些特殊的地理環(huán)境下，很多地區(qū)存在調頻廣播覆蓋信號較差的情況，例如森林、橋梁和高山等外界因素的阻擋會使某些信號難以被用戶所接收，對調頻廣播傳播信號產生干擾。從優(yōu)化角度來看，需要對傳輸環(huán)境進行有效的完善控制，更好地為用戶提供廣播服務。

一、調頻廣播覆蓋的影響因素

（一）發(fā)射源

音頻信號在發(fā)射過程中會受到發(fā)射源的影響，例如城市建筑層數比較高，電波在傳輸過程中產生多徑傳播情況，接收天線和接收點的位置會存在不同程度的偏差，直接影響到音頻信號的接收效率。在相同的條件下，發(fā)射天線的增益提高，調頻廣播的覆蓋面積會同時增加，但水平波數分布密集，也會使部分空缺點位影響到電波的正常發(fā)射過程，使移動接收環(huán)境的信號質量受到干擾。

（二）地理環(huán)境

對于某些高山轉播臺而言，環(huán)境中所具有的山巒、溝壑等地理環(huán)境也會在一定程度上影響調頻電波的正常傳播。地形環(huán)境越復雜，對信號傳輸產生的影響程度就越大。相關調查研究結果表明，如果發(fā)射源的直線距離范圍內受到較為密集的山丘影響，信號可能無法進行正常傳播，這也是當前調頻廣播覆蓋存在的主要問題之一。

（三）電磁因素

對于某些城市人口密集區(qū)域的廣播電臺而言，可能會因為密度較小產生互相干擾的情況。各類無線電通訊設備和汽車互相混合，使音調在交織后產生新的干擾源，中心城區(qū)周邊的地磁環(huán)境穩(wěn)定性下降，使調頻無線信號無法被正常接收。即便和發(fā)射臺相距較近的區(qū)域具有較強的場強分貝，如果在信號接收的過程中受到干擾聲的作用，同樣會出現電磁干擾情況。

二、提升調頻廣播覆蓋的主要方式

（一）發(fā)射天線與發(fā)射源的調節(jié)

發(fā)射機的音頻信號建議采用5層以上的天線以保障穩(wěn)定的天線收益，還需要對信號覆蓋范圍內的場強穩(wěn)定性展開控制，改善信號的接收效率。從技術結構的角度來看，電視發(fā)射和廣播發(fā)射之間具有顯著的相似性，電視發(fā)射需要專業(yè)的設備提供支持。隨著未來時代的發(fā)展，發(fā)射天線的放置和發(fā)射穩(wěn)定性的問題需要得到高度關注，在設計過程中應該基于全方位考慮，以擴大發(fā)射范圍來增加天線的發(fā)射功率，解決信號傳輸不穩(wěn)定或無法接收信號等常見問題。現階段大多數的調頻發(fā)射塔都建設在城市中心區(qū)域，如果對天線發(fā)射架進行小規(guī)模的傾角調整，就可以降低直射波和反射波產生的波動性，不僅能實現對信號零點的補償，還能幫助用戶更加便捷地接收目前的音頻信號。

（二）音頻信號控制

音頻信號需要得到有效控制，工作人員可以借助音頻處理器完成此類工作。傳統(tǒng)的音頻處理器主要由壓控放大器和信號放大整流電路等結構組成，音頻信號經過放大整容后反饋到壓控放大器進行控制，按照項目類型的不同，選擇合理的方法對信號動態(tài)范圍展開壓縮。整個音頻處理期內具備自動增益控制系統(tǒng)，可以平衡不同程序量的發(fā)展趨勢，增加音頻的平均響度和傳輸質量，有效擴大音頻信號的覆蓋范圍。

在目前的技術條件下，智能型音頻處理器開始出現，通過微處理控制來實現聲音的壓縮和調節(jié)。具體來看，它采用多頻段周期測控的方式對音頻信號進行實時采樣，以特定算法編制的控制程序采取自動化增益控制。值得一提的是，某些智能型音頻處理器的硬件中并沒有電位器或可變電容等原件，所以不影響信號指標。即便在無信號的情況下，增益控制數據也不會產生變化，音頻信號可以保持清晰明亮，不出現間隔噪音等現象。

（三）調頻同步廣播技術

調頻同步廣播的主要優(yōu)勢可以體現在顯著擴大覆蓋范圍方面，采用多臺小功率發(fā)射機進行區(qū)域的重疊覆蓋，可以按照服務區(qū)的大小和形狀組成覆蓋網絡，讓電波均衡覆蓋，且不會影響現有的電磁環(huán)境。同步廣播技術能夠覆蓋幾百公里長的距離，即便是山上轉播臺也能實現頻率的有效控制。多臺發(fā)射機同步發(fā)射的前提下，如果其中某一臺設備出現故障，只會影響局部地區(qū)而不會影響整體的性能。通過調頻廣播技術進行定向覆蓋，可以合理利用直放方式對高層陰影區(qū)進行定點定向覆蓋，避免因山峰等自然地貌而影響到信號覆蓋。按照地理環(huán)境的信號干擾程度差異，可以考慮調整發(fā)射天線的安裝高度與安裝方向，減少信號周圍同步廣播之間存在的相互干擾。如果兩個相同載頻信號場強的調制頻偏和相位都一致，那么接收機內部電路產生的效應就可以消除此類干擾。通常來說，發(fā)射機同步性能越好，干擾程度越小，保護率值越低。采取精密調頻同步廣播，可以實現嚴格意義上的同頻，同步廣播區(qū)域內的相互干擾和失真情況能降至最低。而信號傳輸路徑和距離不同，也涉及到時延調整問題，必要時可以借助數字化中評處理單元均衡器實現調節(jié)工作。

三、調頻廣播覆蓋的優(yōu)化技術

（一）廣播發(fā)射天線的優(yōu)化方法

由于調頻廣播的工作頻率大多固定，可以選擇偶極子作為頻率發(fā)射天線。按照天線空間分布規(guī)律的差異，可以分為垂直極化天線和水平極化天線。相比而言，垂直極化天線的安裝過程比較簡單，也具有良好的輻射效果，不過安裝空間要求較高，定向反射難度大。而水平極化天線的方向性和定向效果比較穩(wěn)定，反射器使用便捷，相關工作人員要結合實際的需求，對天線進行合理選擇和優(yōu)化，保證在合理的范圍內具有良好的調頻廣播覆蓋效果。

（二）發(fā)射機功率優(yōu)化

發(fā)射機功率優(yōu)化時需要考慮到兩個方面的內容，首先是信號覆蓋區(qū)域的場強是否符合國家相關標準，其次是廣播天線中消耗的指標和增益程度之間需要做好嚴格規(guī)劃，例如信號覆蓋區(qū)域中的地理環(huán)境和反射衰落之間的關系應得到深入研究。當然，調頻廣播發(fā)射機的部分元件也需要進行維護和保養(yǎng)，例如對于天饋系統(tǒng)，需要定期檢測并維護連接部位和分饋電纜頭區(qū)域的密封性以及各個接觸部位是否良好，以此滿足發(fā)射機的正常使用要求。

（三）調頻發(fā)射系統(tǒng)管理

作為智能化的信息資源共享平臺，調頻廣播為了滿足當前的需求，需要進行智能優(yōu)化改造，建設新型數字調頻廣播發(fā)射系統(tǒng)。例如“N+1控制系統(tǒng)”就可以發(fā)揮相對穩(wěn)定的作用。正常工作狀態(tài)下，系統(tǒng)運行方式為不同頻點的發(fā)射機通過同軸開關彼此相連，監(jiān)控、切換器的控制及工作狀況可以得到有效管理。發(fā)射機直通天線發(fā)射信號，讓備機處于待機狀態(tài)。當系統(tǒng)探測到某臺發(fā)射機產生故障或是功率與設定值之間存在差異，N+1管理控制器就會以相應的指令對故障發(fā)射機的電源進行切斷，直至輸出功率為0。此時將備用發(fā)射機的調制器頻道切換至故障發(fā)射機對應的頻道后，開啟備用發(fā)射機并達到設定功率正常工作，技術指標可達到主機設定值，讓備用發(fā)射機代替原有發(fā)射機正常工作。

總體來看，廣播網在對發(fā)射機功率進行篩選的過程中，應該確保調頻發(fā)射系統(tǒng)的優(yōu)勢能最大化發(fā)揮，通過增加天線高度和加減法功率的方式，也能優(yōu)化現有的調頻廣播覆蓋效率。N+1系統(tǒng)可以實時監(jiān)測發(fā)射系統(tǒng)的全面運行狀況，顯示出發(fā)射機的部分參數，如果發(fā)射機出現故障，也能通過智能控制手段進行應急處理。

四、結語

調頻廣播覆蓋相關的工程技術直接影響到信號質量，為了有效減少干擾問題，提升調頻頻率的復用率，我們需要利用各種管理手段和技術措施來滿足調頻廣播的要求。從具體工作內容來看，不僅包括傳統(tǒng)的發(fā)射天線、發(fā)射機管理，還包括智能化系統(tǒng)的開發(fā)和利用，在實現頻率利用率提高的同時，減少影響因素帶來的信號干擾現象。