 |
Построение передающей сети радиовещания
|
|
|
|
Передающая сеть радиовещания представляет собой комплекс технических средств (передатчики, антенные устройства, вспомогательное оборудование), с помощью которых происходит излучение сигналов звукового вещания. Таким образом, передающая сеть обеспечивает вторичное распределение программ, т.е. доведение их непосредственно до приемного устройства слушателя.
При построении передающей сети, обслуживающей определенную территорию, следует учитывать условие передачи и приема радиосигналов, диапазон радиоволн, особенности расселения жителей на территории, рельеф местности. При планировании сети определяются места расположения радиовещательных станций (РВС) и их мощности, коэффициент усиления антенн, номера радиоканалов, стоимость и др. параметры. Основная задача относительного размещения РВС – обеспечение удовлетворительного качества приёма в пределах всей территории при минимальных затратах на построение сети.
Каждая станция обслуживает вещанием определенную территорию. Зоной обслуживания передатчика называется часть земной поверхности, ограниченная замкнутой кривой, в каждой точке которой с вероятностью не ниже заданной напряжённости поля (полезная) передатчика Епол. ≥ Емин. Это минимальное значение напряженности поля принимается в качестве отправного при планировании передающей сети и определяется как Uc / Uп. Это отношение называется защитным отношением по звуковой частоте и по рекомендации Международной электротехнической комиссии (МЭК), основанной на результатах массового опроса слушателей принимают равным 20 ÷40 дБ.
Важным параметром, от которого зависит конфигурация и площадь зоны обслуживания, является защитное отношение по ВЧ. Защитное отношение по ВЧ определяет границы зоны обслуживания и определяется выражением
|
|
|
А=20 
g(Епол. / Еп ), дБ. (7.1.)
Действующее значение напряженности поля в мВ/м
Е = F(173√PG) / r, (7.2.)
где Р- мощность передатчика, кВт;
G- коэффициент усиления антенны в направлении точки приема;
r- расстояние между передатчиком и приёмником, км;
F- показатель ослабления, зависящий от длины волны λ и
удельной проводимости σ.
Напряженность поля передатчика вокруг нее и особенно на больших расстояниях изменяется случайным образом во времени. Для характеристики поля используют относительное время превышения заданного уровня напряженности поля Т- выраженное в % отношения суммарного времени превышения этого уровня ∆ t1 + ∆ t2 + … к длительности времени приёма Т0, т.е. Т=(∆ t / Т0) ∙ 100%.
Напряженность поля, превышаемая в Т % времени, обозначается Е(Т). Напряженность поля Е(Т) = Е(50), превышаемая в 50% времени, называется медианной.
Напряженность поля вокруг передатчика (на заданном расстоянии) зависит и от места расположения приёмника на территории, изменяясь от точки к точке приёма. Таким образом, изменяясь во времени и от места расположения приёмника, напряженность поля вокруг передатчика является случайной величиной.
Значение напряжённости поля Е /r, Т, L), которое в течение Т% времени превышается в L% общего числа точек приёма на расстоянии r от передатчика, можно определить в дБ относительно 1мкВ/м
Е(r, Т, L) = Р∑ + Е (r,50,50) + R(T) + R(4), (7.3)
где Е (r,50,50) – медианное значение напряженности поля на 1 мкВ/м, превышаемое в течение 50% времени приема в L=50% мест приёма на расстоянии r от передатчика при эффективной мощности излучения 1кВт; R(L)- функция, учитывающая статистическое распределение напряженности поля в различных точках приёма на заданном расстоянии r; R(Т) – функция учитывающая статистическое распределение напряженности поля во времени в точках, расположенных на заданном расстоянии r;Р∑- эффективная мощность излучения передатчика в дБ на кВт.
|
|
|
Если передатчик (полезный) работает в условиях помех от другого (мешающего), то на границе зоны обслуживания должны выполнятся следующие условия:
Епол. – Емеш. = А, (7.4)
Епол. ≥ Емин. , (7.5)
где Епол. и Емеш – значения напряженности поля соответственно полезного и мешающего передатчиков, в дБ; Емин.– минимально необходимое значение напряженности поля в дБ относительно 1 мкВ/м; А- защитное отношение по ВЧ в дБ. В вещательной службе величину А принято оценивать для Т=50%.
Помехи от соседних передатчиков в диапазонах декаметровых и метровых волн, а также километровых и гектометровых волн в ночное время являются следствием тропосферного или ионосферного распространения радиоволн, и их значения в сильной степени изменяются во времени. Поэтому устанавливают норму процента времени появления помех, в течение которой не выполняется условие (7.4.).
Согласно рекомендации Международной организации радиовещания и телевидения (ОИРТ) в зоне обслуживания радиовещательной станции напряженность поля, создаваемая передатчиком, должна обеспечить качественный приём вещания на массовую аппаратуру в L=50% мест приёма в течение Т=90% времени для моно и Т=99% времени для стереовещания. В течение соответственно 10% и 1% времени допускается появление заметных помех. С учётом изложенного для решения задачи определения зоны обслуживания отдельного передатчика и всей территории, обслуживаемой сетью передатчиков имеем формулу:
Р∑пол.- Р∑меш. + Р∑пол (rпол., 50,50) – Емеш. (rмеш., Т, 50) + k(L) = А, (7.6.)
где rпол. и rмин. – расстояние от полезного и мешающего передатчиков до
границы зоны обслуживания;
Епол. (rпол , 50,50) – медианная сопряженность поля полезного
передатчика;
Емеш. (rмеш. , Т, 50) – напряженность поля мешающего передатчика;
Р∑пол. и Р∑меш. – мощность излучения полезного и мешающего
передатчиков в направлении на точку приёма в дБ на
1кВт.
Разность двух величин Rпол. (L) и Rмеш. (L), распределенных по гауссовскому закону, равна среднему геометрическому этих значений:
|
|
|
. (7.7.)
В диапазонах километровых и гектометровых волн, когда приём в зоне обслуживания передатчика осуществляется за счет земной волны, напряженность поля во времени практически не изменяется.
При отсутствии помех от других передатчиков и слабых изменениях характера местности вокруг передатчика зоны обслуживания будет иметь форму круга. Условие (7.5.) позволяет определить радиус rпол. зоны обслуживания, который для данного передатчика будет, максимальным. При наличии помех от других передатчиков, что наиболее реально, площадь зоны обслуживания будет зависеть от защитного отношения по высокой частоте А.
|
|
|
