中波天地波干涉區的調查與實踐

李 偉

國家廣播電視總局二〇三臺 內蒙古 呼和浩特市 010070

1 前 言

內蒙古地區地形復雜多樣，丘陵眾多、草原廣闊、森林密布、沙漠無邊，形成明顯的地形差異。因此，地形地貌對中波覆蓋收測造成很大的影響：在平原、草原，地勢開闊，電波傳輸條件較好，覆蓋面積大；在丘陵、山區，由于地導系數差異大，地波衰減快，覆蓋面積受到限制；其次，隨著各地區經濟的快速發展及城市規模的不斷擴大，當地的工業干擾、電氣干擾日益嚴重，自由空間的電磁環境復雜多變，背景場強越來越大，給場強測量帶來一定影響。同時，一些地區對廣播頻譜資源的利用缺少規劃和協調，造成中波頻率在夜間同鄰頻干擾嚴重，覆蓋區較白天明顯縮小。因此，對夜間中波衰落區的調查與實踐顯得非常重要。

2 中波天地波干涉區的概念

中波傳輸存在地波和天波兩種模式。白天，由于太陽照射，電離層電子濃度高，中波的天波受到D 層強烈吸收而無法進行反射，地波傳播為主要傳輸模式；夜間，缺少太陽照射，電離層的電子密度逐漸降低，D 層消失，中波的天波逐步建立，此時，中波的天波和地波同時存在。

2.1 地波區

地波區是中波廣播的主要服務區。白天，地波區的大小主要與發射機的功率有關，經過調查收測，相同條件下，在不考慮使用頻率高低的情況下，發射機功率越大，傳播距離越遠，如2014 年集寧585 發射臺白天測量數據。

從表1 可以看出，10kW 發射機的覆蓋距離明顯高于1kW發射機；若考慮頻率高低的情況下，隨著頻率的升高，覆蓋的距離會相對縮小。

表1 集寧585 發射臺中波廣播白天各頻率覆蓋范圍表

2.2 天地波干涉區

在較大距離上，白天地波區比較穩定，而在夜間，中波天波的出現，其在幅度和相位上隨時間產生波動，在天波和地波等場強區，兩者互相干涉，從而使接收地點的信號場強不斷起伏變化，可聽度急劇下降。地波比天波強8dB 處稱為衰落區的始端，天波比地波強8dB處稱為衰落區的終端，詳見圖1。

圖1 中波廣播干涉區（衰落區）示意圖

在干涉區內，中波夜間的地波傳輸受到極大影響，覆蓋范圍大幅下降，如2014 年集寧585發射臺夜間測量數據。

從表2 可以看出，10kW 發射機的覆蓋距離雖然高于1kW發射機，但受到天地波相互干涉的影響，各頻率覆蓋距離的差距明顯縮小。

表2 集寧585 發射臺中波廣播夜晚各頻率（地波）覆蓋范圍表

2.3 天波區

在離發射臺更遠的距離，中波的地波場強下降明顯。白天，隨著距離的增加，中波廣播信號逐步減弱；夜間，中波的天波通過電離層的反射可以到達較遠區域，但是，天波夜間的同頻干擾比較嚴重，所以，一個發射臺的天波區不能成為服務區，而且會對其他區域的發射機產生干擾。

3 中波天地波干涉區的調查與實踐

2013 年至2015 年，我們 對內蒙古地區18 個中波發射單位進行了調查與覆蓋收測，采取實際測量和人工收測相結合的方法進行，根據區域地圖，按照覆蓋收測的要求，規劃收測路線，盡量滿足東、西、南、北4 個方向，最終依靠收測數據，按照覆蓋區的基本定義，標明覆蓋區的邊緣。本次的實踐旨在了解各地中波的覆蓋效果，摸索適合的收測方法，研究測量數據并分析影響中波覆蓋的主要因素。其中，對中波天地波干涉區進行了細致的分析和研究。

3.1 干涉區的起始距離場強測量

從發射臺出發，分別沿著4個方向向外進行場強路測，場強值隨著距離的增加逐步下降，經過測量，距離發射臺10km 內， 場 強 值 可 達85dB（μV/m） 以上；10km 至50km內，場強值介于70dB（μV/m）至85dB（μV/m）之間，通過計算和人工效果核驗，夜間干涉區的始端介于4.1km 至85.1km 之間，也可以稱之為廣播覆蓋區的邊緣。

3.2 干涉區內的廣播效果

從發射臺出發，利用民用接收機（如SONY7600） 驅車收測，距離發射臺越近，廣播效果越清晰，當到達干涉區起始位置時，廣播效果會有一個瞬間衰減的過程，從“保證收聽”到“無法收聽”會在很短的時間內發生反轉。聲音質量表現為“突突聲”“滋滋聲”“咔咔聲”，并伴有不同節目的同頻干擾。

3.3 影響干涉區范圍的因素

通過對測量和收測數據的分析，影響中波干涉區范圍的因素很多，這對于監測理論的積累至關重要。

3.3.1 發射功率的影響

在夜間，受天波干擾的影響，大功率發射機的地波傳輸距離稍高于小功率的發射機，但不是十分明顯。地波工作區的大小主要取決于發射天線特性、頻率的高低和地面的電導特性。

3.3.2 頻率高低的影響

頻率越低，則波長越長，其在地面傳輸的繞射能力就越強，傳播距離也越長。因此，功率低的低頻段有時也會比功率高的高頻段傳播的距離要遠。如2014 年測得的錫林浩特廣播發射中心臺夜晚部分頻率的數據（見表3）。

表3 錫林浩特廣播發射中心臺夜晚部分頻率（地波）覆蓋范圍表

3.3.3 同頻干擾的影響

夜間中波天波的同頻干擾是影響干涉區范圍的主要因素之一，同頻干擾源包括被測量臺的天波信號，也包括其他地區的天波信號。大部分為國內中文電臺信號，也包括朝、韓、日等國家的大功率本國語言中波廣播，正是由于干涉區內天波信號的相互干擾和天波信號與地波信號的相互干擾，造成了在此區域內，廣播效果的急劇下降。

3.3.4 地形的影響

在戈壁和草原，由于地勢平坦開闊，夜間的地波傳播覆蓋會擴大，干涉區的起始距離會遠一些；在城市和丘陵，地勢會有起伏，城市建筑的阻擋和工業的干擾也會造成干涉區的起始距離的縮短。

3.3.5 測量和收測誤差的影響

由于車輛行駛速度的差異，造成路測儀在測量點的觸發時間不同，因此場強值會有不同程度的誤差；人工收測主要以人的主觀判定為主，對于廣播效果的感應會有一定差異。客觀測量和主觀判斷的誤差，也會影響干涉區的起始端。

4 結束語

對于中波天地波干涉區，國內的相關測量和研究比較少，影響干涉區的因素也比較復雜，需要通過系統的測量和計算才能對不同中波發射臺的覆蓋范圍進行確定。通過本文的分析，希望能為發射單位和監測單位提供一定的參考，更好的為廣播電視的發展服務。