孫尚攀
(甘肅省廣播電視局無線傳輸中心,甘肅 蘭州 730000)
按照蘭州市城市規劃發展,甘肅省廣播電視局五三五臺(以下簡稱五三五臺)舊址所在區域要重新開發建設,五三五臺需另選新址搬遷建設。為節約資金、保障播出,快速實施搬遷并投入使用,根據甘肅省廣播電視局總體安排和決定,五三五臺新址最終選定在甘肅省廣播電視局七一一臺(以下簡稱七一一臺)場區內。
五三五臺新址在蘭州市七里河區黃裕鎮大尖山(七一一臺所在地,為廣播電視調頻轉播臺),海拔2 892 m,在蘭州市區西南位置,距離主城區20 km;舊址在城關區鹽場路,基本位于蘭州市主城區核心地帶,海拔1 527 m,新、舊址相距18 km。
2021 年,新址各項工程建設正式啟動。2023 年,臺站基礎設施、設備安裝等已全部實施完成。五三五臺新址與七一一臺共用一套雙回路供電系統,發射天線為一座新建的76 m 中波串饋絕緣自立塔,采用雙頻共塔發射。發射機新采購兩部、利舊兩部,從而實現主、備發射機共4 部,總裝機容量為40 kW,將繼續承擔中國之聲(1 035 kHz)和甘肅新聞綜合廣播(684 kHz)兩套中波節目在蘭州市的覆蓋任務。
五三五臺新址建設前后,甘肅省廣播電視局技術人員分別對五三五臺新址廣播網絡覆蓋情況進行了場強模擬測試和實際收測,并且對比新、舊臺址的場強收測數據,綜合分析搬遷后的廣播覆蓋效果,現將具體測試情況介紹如下。
五三五臺新址位于高山地區,環境復雜。為客觀評估搬遷后的覆蓋效果,在新址還未建設之前,甘肅省廣播電視局無線傳輸中心技術人員在新址搭建1 kW 中波發射系統,采用實際播出的方式,一方面測試新址在蘭州城區以及近郊區的覆蓋場強;另一方面,測試七一一臺調頻廣播電視發射是否對中波廣播造成干擾,全面分析搬遷后的播出覆蓋效果。
無線傳輸中心技術人員在五三五臺新址搭建了斜拉單極中波天線,使用1 kW 中波發射機播出頻率為1 170 kHz 的廣播,采用車載廣播場強路測儀(工作頻率范圍500 ~120 000 kHz)進行場強收測,同時對五三五臺舊址10 kW 中波發射機播出的684 kHz 和1 035 kHz 兩套廣播進行收測。
本次測試主要依據《中、短波廣播場強測量方法》(GY/T 82-1989)[1]、《中、短波廣播發射臺場地選擇標準》(GY/T 5069—2020)[2]以及《中波廣播網覆蓋技術》(GB 2017—1980)[3]。
影響廣播信號收聽效果的主要因素是欲收信號強度、干擾和噪聲等[4]。反映影響接收信號收聽效果的諸因素,采用《中、短波廣播效果監測技術規程》(GY/T 176 - 2001)確定的、ITU-R SM.1135標準規定的“SINPO”5 個縮略語(或簡稱符號)來表示,并用五分制進行評定。SINPO 縮略語與五級評分制的關系如表1 所示。其中,S 代表信號強度(signal strength),I 代表干擾(interference),N 代表噪聲(noise),P 代表傳播騷擾(propagation disturbance),O 代表總評(overall rating)。廣播可聽度總評分等級說明如表2 所示,表2 所指干擾包括I、N、P。

表1 SINPO 縮略語與五級評分制的關系

表2 廣播可聽度總評分等級說明
測試沿蘭州市區外圍并延伸至附近郊區進行路測,東向覆蓋半徑8 ~9 km,南向覆蓋半徑8 ~9 km,西向覆蓋半徑25 ~26 km,北向覆蓋半徑5 ~6 km。
1.5.1 1 170 kHz 測試情況
根據路測儀記錄各路徑測的1 170 kHz 場強,記錄1 525 個測試點場強數據,統計場強超過61 dBμV·m-1占比為90.07%(由于功率為1 kW,統計門限場強按61 dBμV·m-1計算)。采用車載收音機收測新建1 kW 中波播音,在蘭州市城區絕大部分區域可聽度達3 分以上。
1.5.2 684 kHz、1 035 kHz 測試情況
根據路測儀記錄各路徑測的684 kHz、1 035 kHz 場強,記錄1 525 個測試點場強數據,統計684 kHz 場強超過71 dBμV·m-1占比為77.71%,1 035 kHz 場強超過71 dBμV·m-1占比為82.86%。采用車載收音機收測舊址10 kW 中波播音,在蘭州市城區絕大部分區域可聽度達4 分以上。
五三五臺新址所搭建的中波發射系統發射功率為1 kW,因此評估1 170 kHz 頻率覆蓋效果時需將測量值增加10 dB。數據表明,新址搭建的中波發射系統如發射功率為10 kW,按照國家標準71 dBμV·m-1有效覆蓋場強評估,蘭州市主城區有效覆蓋與原址相當。
在新址實驗播出及場強測試過程中,技術人員對七一一臺調頻廣播電視播出節目同時進行收聽監看,未發現五三五臺中波廣播與七一一臺調頻廣播存在相互干擾情況。
另外,本次實驗測試采用60 m 斜拉天線,天線地網簡易構建,若新建標準天線,天線電氣高度將有所增加,天線場形、增益及效率等性能也能得到優化改善,實際覆蓋效果會進一步提升[5]。
五三五臺新址建設完成后,兩套中波廣播發射機功率均為10 kW,684 kHz 和1 035 kHz 兩個頻率采用雙頻共塔播出,發射天線為76 m 中波絕緣自立塔,天調網絡是比較成熟的雙回路雙調諧網絡。播出設備和天調網絡經過多次調試,目前已達到最佳工作狀態。為檢驗新址廣播實際播出的場強覆蓋和播出質量,技術人員通過對五三五臺新址和舊址的廣播網絡覆蓋情況收測,對比兩地數據,分析搬遷后的覆蓋和收聽效果。
本次測試采用與之前實驗測試相同的車載路測儀,場強和可聽度測試依據一致,先后對五三五臺新、舊址廣播場強覆蓋和可聽度情況進行收測,現場監測、分析、辨認存在何種干擾類型及頻率來源,根據現場實際收聽評價,掌握新址中波廣播在蘭州市區的覆蓋范圍,確認各個頻率的有效覆蓋區域,最終統計整理收測數據,全面分析、研究新址播出效果。兩址中波發射機播出頻率都為1 035 kHz 和684 kHz,場強收測時兩個頻率播出功率均為10 kW。
新址實際播出收測路線較之前模擬實驗收測范圍有所擴大,沿蘭州市區外圍并延伸至附近郊區進行路測,東向覆蓋半徑約35 km,南向覆蓋半徑約47 km,西向覆蓋半徑約90 km,北向覆蓋半徑約70 km。
2.3.1 684 kHz 測試情況
684 kHz 新址平均信號強度為70.895 1 dBμV·m-1,其中比重最大的區間是60 ~75 dBμV·m-1,信號強度在此區間內的樣本點數占比達到56.683 9%;684 kHz 舊址平均信號強度為76.688 9 dBμV·m-1,其中比重最大的區間是80 ~120 dBμV·m-1,信號強度在此區間內的樣本點數占比達到54.402 1%。
684 kHz 新址信號信噪比平均值為14.399 4 dB,其中比重最大的區間是10 ~20 dB,信噪比在此區間內的樣本點數占比達到58.074 7%;舊址信號信噪比平均值為20.815 5 dB,其中比重最大的區間是20 ~30 dB,信噪比在此區間內的樣本點數占比達到73.614 6%。
2.3.2 1 035 kHz 測試情況
1 035 kHz 新址平均信號強度為73.117 2 dBμV·m-1,其中比重最大的區間是75 ~80 dBμV·m-1,信號強度在此區間內的樣本點數占比達到27.397 3%;舊址平均信號強度為76.469 8 dBμV·m-1,其中比重最大的區間是85 ~120 dBμV·m-1,信號強度在此區間內的樣本點數占比達到25.609 8%。
1 035 kHz 新址信號信噪比平均值為15.995 4 dB,其中比重最大的區間是20 ~30 dB,信噪比在此區間內的樣本點數占比達到49.421 6%。1 035 kHz 舊址信號信噪比平均值為20.847 8 dB,其中比重最大的區間是20 ~30 dB,信噪比在此區間內的樣本點數占比達到73.488 9%。
2.3.3 新址可聽度收測情況
市區中西部區域收聽效果最佳(場強80 ~90 dBμV·m-1、信噪比20 ~25 dB),可聽度5 分;東部區域(場強70 ~80 dBμV·m-1、信噪比15 ~22 dB)有方向性影響,可聽度4 分。
市區北部和東部臨近縣城區域收聽正常(場強70 ~80 dBμV·m-1、信噪比15 ~25 dB),可聽度3 分;西部和南部臨近縣城區域都受到山體地形遮擋影響,基本能收聽,需調整接收方向(場強60 ~70 dBμV·m-1、信噪比14 ~20 dB),可聽度2 分。
五三五臺新址所在位置臨近蘭州市區海拔最高點,周邊傳播地形復雜,正南面、西南面和東南面都是高山,東南面以山林農田為主,30 km 內沒有山體和樓宇遮擋,基本沒有復雜電磁干擾,傳播環境比較干凈;正北面沒有山體遮擋,接收效果最佳;東北面是主城區,離新址較遠(20 km),山體樓宇遮擋嚴重,電磁環境比較復雜,接收效果一般。
本次測試在充分考察五三五臺舊址播出效果和蘭州市地形地貌特征的基礎上,通過對新址播出設備、天調網絡的反復調試,目前已達到最佳播出效果。無線傳輸中心技術人員多次實地播音收聽和場強收測,采用綜合分析的方法,對新址中波廣播實際覆蓋情況進行了整體評估,測試評估結論如下。
五三五臺新址播出系統在蘭州市絕大部分城區可聽度為3 分以上,按照71 dBμV·m-1(夜間地波最低可用場強值)有效覆蓋場強評估,新址場強覆蓋范圍達到了預期,蘭州市主城區有效覆蓋基本與原址相當,而且節目收聽覆蓋面積較原主城區發射點有較大范圍增加,新址較舊址同等位置距離下場強覆蓋有所增強,周邊城鄉接合部、農村地區覆蓋面積有所擴大、接收效果明顯增強,只是城關區部分區域出現了由于山體遮擋收聽效果差的現象。
五三五臺新址距離蘭州城區約20 km,新舊址海拔落差1 300 m 有余。中波廣播主要靠地波傳輸,新址與主城區之間有多座山體遮擋,地波傳輸路徑較其他位置均較遠,天波傳輸易受遮擋。該區域覆蓋盲區較多,因而造成了收聽效果較之前差的情況。鑒于上述狀況,本文就如何提高蘭州市主城區廣播收聽效果提出以下建議。
(1)目前所用音頻處理器為性能一般的國產設備,在音頻信號處理上效果欠佳,因此有必要更換性能更好的音頻處理器,以盡可能多地保留信號的峰值儲備,來提高發射機的平均調幅度和收聽的響度,達到改善信源音質的目的,進一步提高覆蓋質量和收聽效果[6]。
(2)天線地網的布置情況在很大程度上影響中波廣播的發射效果。五三五臺新址在高海拔地區,地網受陡坡懸崖的限制,埋設范圍有限,敷設長度遠遠達不到發射天線高度,因此可考慮在發射天線周圍山坡林帶內拓展地網覆蓋面,提高天線的輻射效果,進一步改善收聽效果。
(3)甘肅省廣播電視局六八七臺離蘭州主城區較近,可以利用臺站配電、機房及信源等現有資源,補充中波發射點,建立小功率無人值守自動化中波發射系統,與五三五臺同頻發射廣播信號,來彌補主城區覆蓋效果。
(4)五三五臺新址供電、機房環境及天線場區基本條件完備,具備供電增容、天線布局等條件,如覆蓋需要,可增加播出設備發射功率,確保主城區覆蓋效果。
通過對五三五臺新址廣播覆蓋場強收測情況分析評估,新址播出廣播節目在蘭州市城區有效場強覆蓋及收聽無任何問題,綜合信噪比收測情況來看,盡管收聽效果稍差于舊址,但整體符合播出標準。依據甘肅省廣播電視局省廣播電視監測中心收測結果,新址播出的兩套廣播節目監測接收電平、調幅度及信噪比等指標符合播出要求。