穆沈浩 國家新聞出版廣電總局無線局八三一臺

無線電發(fā)射設(shè)備開路測試技術(shù)分析

穆沈浩 國家新聞出版廣電總局無線局八三一臺

無線電；發(fā)射設(shè)備；開路測試；技術(shù)要點

前言

目前在無線電發(fā)射設(shè)備運行檢測管理過程中，通常包括前期和運行中兩種情況，發(fā)射設(shè)備運行的前期檢測管理主要是在發(fā)射設(shè)備投入使用之前，依據(jù)目前核準(zhǔn)方面的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對其的各項指標(biāo)加以測試，以保證設(shè)備的正常使用；設(shè)備運行過程中的檢測管理，通常實行的是在線運行測試，看正在使用的發(fā)射設(shè)備是否存在一些問題。而對于無線電發(fā)射設(shè)備管理來說，對正在使用的設(shè)備進(jìn)行檢測是重要的一個環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段在對仲裁使用中的發(fā)射設(shè)備進(jìn)行測試，通常包括輻射和傳導(dǎo)檢測兩項方法。其中運用傳導(dǎo)的方法對無線電發(fā)射設(shè)備進(jìn)行檢測，事先必須確保射頻鏈路的正常通聯(lián)，這樣就可能制約發(fā)射設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，并且很多功率比較高的設(shè)備還得與冷卻設(shè)施和衰減設(shè)施同時使用，由此也增加了檢測工作的復(fù)雜性。所以很多技術(shù)人員在對無線電發(fā)射設(shè)備進(jìn)行測試的時候，往往會選擇輻射開路檢測的方法，尤其是對于功率比較高的大型發(fā)射設(shè)備。筆者試就無線電發(fā)射設(shè)備開路檢測中應(yīng)當(dāng)把握的一些技術(shù)要點，進(jìn)行粗淺的分析和探討，以說明該方法在發(fā)射設(shè)備測試中的安全高效性能。

1.無線電發(fā)射設(shè)備開路測試的技術(shù)要點

1.1 發(fā)射設(shè)備開路測試的原理分析

對無線電發(fā)射設(shè)備的功率系數(shù)等進(jìn)行開路測試，通常對需要對電磁削弱耗費的數(shù)值進(jìn)行測算和校準(zhǔn)，一般使用公式對接收部位實際形成的功率進(jìn)行計算，如：

Pt=PR-GT-GR+LR+LT+Lspace

其中， PR代表的是接收儀表顯示的數(shù)值， GR代表的是接收天線發(fā)生的增益數(shù)值， GT代表的是發(fā)射天線發(fā)生的增益數(shù)值，LR代表的是接收線纜實際發(fā)生的耗費數(shù)值，LT代表的是發(fā)射線纜實際發(fā)生的耗費數(shù)值，Lspace代表的是空間路徑實際發(fā)生的耗費數(shù)值。

而在上面的公式中，增益及線纜部位耗費所產(chǎn)生的數(shù)值能夠查出來，而PR為檢測儀表顯示的數(shù)值，所以需要計算的是空間路徑實際發(fā)生的耗費數(shù)值，則能夠最終得出無線電設(shè)備的發(fā)射功率數(shù)值。不過因為發(fā)射設(shè)備的電磁波傳輸?shù)臅r候很容易被天氣等情況干擾，因而通常使用射線跟蹤的方法來保證開路測試數(shù)值的準(zhǔn)確性。

目前在對無線電發(fā)射設(shè)備電波傳輸進(jìn)行測試中，應(yīng)用的非常普遍，能夠?qū)芏嘈诺澜邮栈蛘邆魉偷纳渚€檢測辨析出來，而且能夠按照射線檢測的結(jié)果，對其相位、范圍、延遲以及極化情況進(jìn)行科學(xué)的測算，并根據(jù)天線設(shè)施的方位與幅寬，最終計算出全部射線的相干融合數(shù)值。另外，鑒于在空間上傳輸電磁波的耗費通常基于接收和發(fā)射部位頻率系數(shù)的計算所得，不會受到無線電發(fā)射設(shè)備自身的功率影響，所以場強(qiáng)是ET。比如：

其中， k=2π/λ， d代表的是接收部位到發(fā)射部位之間的長度， k代表的是相位的數(shù)值， λ 代表的是電磁波的長度。

電磁波反射路徑中的場強(qiáng)系數(shù)，主要是順著接收部位出來，通過光學(xué)反應(yīng)， 對電磁波發(fā)射的路徑進(jìn)行逆向跟蹤監(jiān)測。根據(jù)射線交匯部分坐標(biāo)數(shù)值，場強(qiáng)可以通過公式進(jìn)行計算：

其中， Ei（s）代表的是接收電磁波的初場數(shù)值， As（s1）代表的是發(fā)射端點同反射端點之間電磁波的擴(kuò)散數(shù)值， As（s2）代表的是反射端點到場點之間電磁波的擴(kuò)散數(shù)值，代表的是電磁波在整個路徑中的相位偏差數(shù)值。 R 可以用反射數(shù)值的矩陣進(jìn)行表示：

其中， Rαα代表縱向極化收到的場強(qiáng)系數(shù)， Rββ代表橫向極化收到的場強(qiáng)系數(shù)，Rαβ=Rβα=0，則代表橫向和縱向極化的數(shù)值呈正交的狀態(tài)。

如果無線電發(fā)射設(shè)備是縱向極化的形式進(jìn)行發(fā)射，那么場強(qiáng)的總數(shù)就是：E=ET-EL-E（R）

雖然通過上面的方法能夠計算出空間路徑實際發(fā)生的耗費數(shù)值，不過最主要的還是怎樣得到反射部位的坐標(biāo)數(shù)值，而且在計算的時候無法利用經(jīng)驗得出，只能夠通過三維立體數(shù)據(jù)科學(xué)地分析和明確反射區(qū)的客觀性，然后再利用軟件系統(tǒng)來測算。

通過上述分析，以廣播電視發(fā)射機(jī)為例進(jìn)行現(xiàn)場實際測試，驗證實際測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性及軟件適用條件。

1.2 發(fā)射設(shè)備開路測試技術(shù)的實際運用

本文以黑龍江省哈爾濱市為例，通過手持的N9918A檢測儀器，圍繞龍塔的四個不同方位進(jìn)行了無線電發(fā)射設(shè)備現(xiàn)場開路測試。由于龍塔周邊地形比較平坦，每個方位均能夠完成測試目標(biāo)，可以有效地避免不利環(huán)境的制約。發(fā)射設(shè)備的各項指標(biāo)已經(jīng)提前了解，以利于軟件設(shè)施對增益以及線纜耗費數(shù)值測算的時候使用。

事先確定了需要測試的4個區(qū)域（ABCD），同時利用軟件工具對兩個發(fā)射頻率的功率、頻率、帶寬等進(jìn)行了計算。

根據(jù)測試計算情況來看，運用開路測試未影響到發(fā)射設(shè)備的頻率和帶寬數(shù)值，不過在對空間路徑耗費計算的時候，卻出現(xiàn)了一定幅度的波動。以83.7MHz的測試結(jié)果來看，各項數(shù)值是線性結(jié)構(gòu)遞增，波動的不是很大，不過跨度上卻不小。這說明A、 B、 C這3個測試區(qū)域周邊環(huán)境沒有阻攔，而D區(qū)域顯然有相對較高的建筑物。

2.結(jié)束語

綜上所述，筆者以實例的形式，對無線電發(fā)射設(shè)備開路測試的一些相關(guān)要點進(jìn)行了分析，并且對相關(guān)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計算，可見開路測試在發(fā)射設(shè)備正常運行中進(jìn)行檢測的效果比較科學(xué)。

［1］ 侯峰.無線電發(fā)射設(shè)備開路測試技術(shù)研究［J］.中國無線電.2015（12）.

［2］ 孔君，陳蔭霞，孫信群.淺議無線電發(fā)射設(shè)備自動測試系統(tǒng)建設(shè)［J］.中國無線電.2011（4）.

在無線電發(fā)射設(shè)備使用管理中，往往采取傳導(dǎo)的措施對設(shè)備進(jìn)行運行測試，這樣不僅使得檢測工作在操作上非常復(fù)雜，也影響了用戶的安全高效使用。本文結(jié)合開路測試應(yīng)用的主要原理，對應(yīng)當(dāng)注意的一些主要技術(shù)方法進(jìn)行了分析研究，對改善無線電發(fā)射設(shè)備的檢測水平，確保設(shè)備的順暢運行，具有一定的參考價值。