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(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動記錄場強(qiáng)儀等先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備在中短波天線場形測量中得到了應(yīng)用，在數(shù)據(jù)處理過程中，信息化技術(shù)軟件也發(fā)揮出重要作用，使場形測量效率和測量結(jié)果的可靠性得到顯著提升。因此，有必要對各種測量新技術(shù)在中短波天線場形中的應(yīng)用進(jìn)行分析和總結(jié)，促進(jìn)中短波天線場形測量技術(shù)的發(fā)展，從而使中短波天線發(fā)射系統(tǒng)能夠保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

1 中短波天線場形測量技術(shù)概述

1.1 場形測量技術(shù)概述

進(jìn)行中短波天線場形測量的主要目的是通過對場形測量數(shù)據(jù)的分析，驗證中短波天線發(fā)射效果，及時掌握天饋線系統(tǒng)實際工作情況，判斷其是否處于正常工作狀態(tài)。利用中短波天線場形測量技術(shù)可以快速得到關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，并以此為依據(jù)，對天線發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，保證中短波天線系統(tǒng)的正常運(yùn)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(tǒng)測量技術(shù)存在的不足，通過引進(jìn)新的技術(shù)手段，提高中短波天線場形測量能力[1]。

1.2 傳統(tǒng)測量技術(shù)

在傳統(tǒng)技術(shù)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(xiàn)。因此，為達(dá)到測量目的，工作人員不得不放大天線測量半徑，從遠(yuǎn)距離處開展測量工作。在這種測量方式下，對一個頻率進(jìn)行場形測量往往需要花費(fèi)數(shù)十天的時間。此外，熱氣球也是在傳統(tǒng)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(shù)據(jù)收集與處理

2.1 數(shù)據(jù)收集

新場形測量技術(shù)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(qiáng)儀，其中配套設(shè)置有全球定位設(shè)備（Global Position Device，GPD），可以用于確定場強(qiáng)儀的空中位置坐標(biāo)。在無人飛行器上攜帶的場強(qiáng)儀設(shè)備負(fù)責(zé)記錄場強(qiáng)數(shù)據(jù)，返回地面后，采用專用軟件提取存儲器中的記錄數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析計算，自動繪制場形圖。

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

2.2 數(shù)據(jù)處理

使用自動記錄場強(qiáng)儀測量得到基礎(chǔ)場強(qiáng)數(shù)據(jù)后，可以使用專用數(shù)據(jù)處理軟件對其進(jìn)行處理。比如應(yīng)用CQDP場強(qiáng)測量數(shù)據(jù)專用處理軟件對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，目前該軟件的功能已經(jīng)較為完善，可以根據(jù)天線場形測量工作以及天饋線系統(tǒng)調(diào)整的需要，自動完成數(shù)據(jù)分析工作，繪制場強(qiáng)方向圖，生成場強(qiáng)記錄表格，供后續(xù)的分析處理以及系統(tǒng)調(diào)整決策使用[4]。

3 場形測量新技術(shù)在中短波天線場形測量中的應(yīng)用

3.1 中短波自動記錄場強(qiáng)儀的應(yīng)用

自動記錄場強(qiáng)儀的應(yīng)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(qiáng)儀為例，設(shè)備主要由以下幾部分功能系統(tǒng)組成：（1）全自動電調(diào)諧天線系統(tǒng)，該系統(tǒng)與主機(jī)同步調(diào)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(yīng)的天線修正系數(shù)，對其進(jìn)行自動修正，從而自動完成場強(qiáng)值的讀取工作。（2）自動測量系統(tǒng)，在儀器開始進(jìn)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(shù)據(jù)和場強(qiáng)值進(jìn)行測量記錄，并同步讀取空間位置、場強(qiáng)和時間信心，實現(xiàn)自動校對、測量和記錄。（3）GPS定位系統(tǒng)，在該儀器內(nèi)自帶高精度的GPS定位系統(tǒng)，采用高性能GPS模塊實現(xiàn)自動定位功能，可以為系統(tǒng)提供經(jīng)緯度、海拔數(shù)據(jù)等空間位置信息，其天線使用航空天線。（4）測量天線，該場強(qiáng)儀帶有無方向窄帶鞭狀天線，在出廠前經(jīng)過計量校準(zhǔn)，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(shù)參數(shù)分析

在自動記錄場強(qiáng)儀的應(yīng)用過程中，要對其主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了解。GB521型自動記錄場強(qiáng)儀的頻率測量范圍為500 kHz～30 MHz，場強(qiáng)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(wěn)定性為10-6，輸入阻抗為50Ω，駐波系數(shù)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(qiáng)儀的整機(jī)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(qiáng)測量值和GPS數(shù)據(jù)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(nèi)，海拔高度誤差可以控制在3 m以內(nèi)。此外，從儀器的外形尺寸來看，主機(jī)小盒采用尺寸為225 mm×99 mm×77 mm的鋁鎂合金外殼，主機(jī)重量較強(qiáng)，僅為1.5 kg。機(jī)內(nèi)使用的鋰蓄電池，主機(jī)小盒為12 V，顯示小盒為7.4 V。其中，主機(jī)小盒的工作電流＜200 mA，一次充滿電后可以連續(xù)工作4 h以上。

3.3 專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用

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

3.3.1 數(shù)據(jù)錄入功能

作為自動記錄場強(qiáng)儀的配套軟件，CQDP軟件可以直接讀取場強(qiáng)儀中的記錄數(shù)據(jù)，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(jīng)緯度、海拔高度和場強(qiáng)值等數(shù)據(jù)。

3.3.2 數(shù)據(jù)計算功能

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

3.3.3 場強(qiáng)方向圖繪制功能

根據(jù)上述步驟的計算結(jié)構(gòu)，由軟件完成數(shù)據(jù)歸一化處理，分別繪制出水平和垂直場強(qiáng)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(jié)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(shù)據(jù)以表格的形式存儲下來，方便以后查看歷史數(shù)據(jù)時調(diào)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(shù)計算功能

在中短波天線場形數(shù)據(jù)較為完整的情況下，可以通過輸入發(fā)射機(jī)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(shù)，進(jìn)一步為天線系統(tǒng)的測量分析和調(diào)整提供支持。

通過上述功能的實現(xiàn)，可以有效降低傳統(tǒng)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(jié)果的可靠性。因此，應(yīng)積極采用新的測量技術(shù)手段，提高中短波天線場形測量工作水平。

4 結(jié)語

綜上所述，中短波天線場形測量新技術(shù)在實際工作中的應(yīng)用，可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足，降低測量條件和自然環(huán)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(jìn)的技術(shù)設(shè)備，可以降低人工工作量，自動完成數(shù)據(jù)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(xiàn)]

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

[2]李長青.中短波天線場形測量技術(shù)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(shù)分析[J].信息化建設(shè)，2015（12）：270.

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