中短波天線場形測量新技術的研究

楊紅波

（國家新聞出版廣電總局五○一臺，云南 安寧 650302）

隨著科學技術的發展，自動記錄場強儀等先進的技術設備在中短波天線場形測量中得到了應用，在數據處理過程中，信息化技術軟件也發揮出重要作用，使場形測量效率和測量結果的可靠性得到顯著提升。因此，有必要對各種測量新技術在中短波天線場形中的應用進行分析和總結，促進中短波天線場形測量技術的發展，從而使中短波天線發射系統能夠保持良好的運行狀態。

1 中短波天線場形測量技術概述

1.1 場形測量技術概述

進行中短波天線場形測量的主要目的是通過對場形測量數據的分析，驗證中短波天線發射效果，及時掌握天饋線系統實際工作情況，判斷其是否處于正常工作狀態。利用中短波天線場形測量技術可以快速得到關鍵技術參數，并以此為依據，對天線發射系統進行調整，保證中短波天線系統的正常運行。在實際測量工作中，中短波測量會受多方面因素干擾，有必要針對傳統測量技術存在的不足，通過引進新的技術手段，提高中短波天線場形測量能力[1]。

1.2 傳統測量技術

在傳統技術條件下，天線場形測量需要找到完美的水平高度測量面，而這在實際工作中難以實現。因此，為達到測量目的，工作人員不得不放大天線測量半徑，從遠距離處開展測量工作。在這種測量方式下，對一個頻率進行場形測量往往需要花費數十天的時間。此外，熱氣球也是在傳統場形測量工作中常用的方法，從工作實踐情況來看，這種測量方法的精度難以保障，而且安全性較低[2]。

2 場形測量數據收集與處理

2.1 數據收集

新場形測量技術采用無人飛行器為垂直場形測量提供支持，在無人飛行器上攜帶場強儀，其中配套設置有全球定位設備（Global Position Device，GPD），可以用于確定場強儀的空中位置坐標。在無人飛行器上攜帶的場強儀設備負責記錄場強數據，返回地面后，采用專用軟件提取存儲器中的記錄數據，并進行分析計算，自動繪制場形圖。

隨著場強儀和自動測量技術的研究發展，目前在市面上已經提供了多種自動記錄場強儀，比如由廣世無限科技有限責任公司研發的GB521型中短波自動記錄場強儀，適合用于空中測量，可以自動測量并記錄待測發射天線的周圍電場強度。該設備的自身重量輕、體積小，具有較強的抗干擾能力，能夠為多種測量方式提供支持，滿足現場場形測量的需求[3]。

2.2 數據處理

使用自動記錄場強儀測量得到基礎場強數據后，可以使用專用數據處理軟件對其進行處理。比如應用CQDP場強測量數據專用處理軟件對測量數據進行處理，目前該軟件的功能已經較為完善，可以根據天線場形測量工作以及天饋線系統調整的需要，自動完成數據分析工作，繪制場強方向圖，生成場強記錄表格，供后續的分析處理以及系統調整決策使用[4]。

3 場形測量新技術在中短波天線場形測量中的應用

3.1 中短波自動記錄場強儀的應用

自動記錄場強儀的應用為中短波場形測量工作提供了有力支持，以GB521型自動記錄場強儀為例，設備主要由以下幾部分功能系統組成：（1）全自動電調諧天線系統，該系統與主機同步調諧，能夠省略所有天線操作。針對不同測量頻段以及不同的天線，儀器可以使用對應的天線修正系數，對其進行自動修正，從而自動完成場強值的讀取工作。（2）自動測量系統，在儀器開始進行測量工作后，先校正測量通道增益，以3次/s的頻率對GPS數據和場強值進行測量記錄，并同步讀取空間位置、場強和時間信心，實現自動校對、測量和記錄。（3）GPS定位系統，在該儀器內自帶高精度的GPS定位系統，采用高性能GPS模塊實現自動定位功能，可以為系統提供經緯度、海拔數據等空間位置信息，其天線使用航空天線。（4）測量天線，該場強儀帶有無方向窄帶鞭狀天線，在出廠前經過計量校準，可以排除帶外信號，同時配備有無方向水平極化星形天線，更適合近程場形測量。

3.2 測量技術參數分析

在自動記錄場強儀的應用過程中，要對其主要技術參數進行了解。GB521型自動記錄場強儀的頻率測量范圍為500 kHz～30 MHz，場強測量范圍為45～150 dB，單位量為dBμV/m，可以充分滿足中短波場形測量的需要。儀器頻率穩定性為10-6，輸入阻抗為50Ω，駐波系數為1.2（RFATT＞10 dB），2（RFATT=0）。其終端電壓的測量范圍為0～120 dB，電壓測量誤差率≤±2 dB。中頻衰減≥40 dB，鏡像波道衰減≥35 dB。GB521型場強儀的整機通頻帶為500 Hz～30 MHz，采用平均值檢波方式，雜散干擾抑制≥40 dB，屏蔽效果≥60 dB。儀器寄生信號≤3點，且電平＜30 dB。在自動校對、測量和記錄工作方式下，儀器對場強測量值和GPS數據的存儲時間間隔均＜1s。由于采用高精度GPS模塊，其水平測量誤差可以控制在2.5 m以內，海拔高度誤差可以控制在3 m以內。此外，從儀器的外形尺寸來看，主機小盒采用尺寸為225 mm×99 mm×77 mm的鋁鎂合金外殼，主機重量較強，僅為1.5 kg。機內使用的鋰蓄電池，主機小盒為12 V，顯示小盒為7.4 V。其中，主機小盒的工作電流＜200 mA，一次充滿電后可以連續工作4 h以上。

3.3 專業數據處理軟件的應用

在采用自動記錄場強儀進行自動化數據采集后，還要利用專業測量數據處理軟件，對儀器存儲器記錄的數據進行分析和處理。CQDP專業數據處理軟件可以與GB521型中短波自動記錄場強儀配套使用，對場強儀存儲器中記錄的數據進行自動計算還篩選，最終繪制出垂直和水平場強方向圖，并生成相關記錄表格。CQDP專業數據處理軟件主要具備以下幾方面功能：

3.3.1 數據錄入功能

作為自動記錄場強儀的配套軟件，CQDP軟件可以直接讀取場強儀中的記錄數據，以文本形式讀取出來，供軟件分析處理使用。具體包括測量頻率、時間、經緯度、海拔高度和場強值等數據。

3.3.2 數據計算功能

CQDP軟件提供了強大的數據計算功能，可以根據輸入的記錄數據，自動計算測量點與天線的方位角、距離和仰角等數據，并對計算出的數據進行篩選，通過設置測量半徑和角度選取范圍，根據平均值數據等自動篩選，最后計算天線參數，為圖表繪制提供支持。

3.3.3 場強方向圖繪制功能

根據上述步驟的計算結構，由軟件完成數據歸一化處理，分別繪制出水平和垂直場強方向圖，同時支持圖形的放大、存儲等操作，能夠直觀地反映測量結果，為工作人員掌握天線場形情況提供幫助。

完成圖形繪制后，軟件還可以將處理后的數據以表格的形式存儲下來，方便以后查看歷史數據時調用，同時支持各種報表的自動生成和打印操作。

3.3.4 天線參數計算功能

在中短波天線場形數據較為完整的情況下，可以通過輸入發射機功率，直接在場形圖形界面，計算天線增益、半功率角、前后比等參數，進一步為天線系統的測量分析和調整提供支持。

通過上述功能的實現，可以有效降低傳統中短波天線場形測量工作中的人工計算量，同時提高計算精度和分析結果的可靠性。因此，應積極采用新的測量技術手段，提高中短波天線場形測量工作水平。

4 結語

綜上所述，中短波天線場形測量新技術在實際工作中的應用，可以有效彌補傳統測量技術的不足，降低測量條件和自然環境等方面的限制影響作用，提高測量精確度和測量效率。通過利用先進的技術設備，可以降低人工工作量，自動完成數據收集、處理、分析和圖表制作等工作，為中短波天線場形測量提供全方位支持。

[參考文獻]

[1]武凱.探究中短波天線場形測量新技術[J].新聞傳播，2016（12）：28-29.

[2]李長青.中短波天線場形測量技術探討[J].新媒體研究，2016（8）：41-42.

[3]王麗楠.中短波天線場形測量新技術分析[J].信息化建設，2015（12）：270.

[4]郝建翔.中短波天線的場形測量創新技術探析[J].信息通信，2014（12）：13-14.