H、V极化多载调频波在隧道同频广播的实践与应用

杨志斌　梁剑

摘 要：珠海是一个多山丘的城市，隧道是珠海市区的主要交通要道，直接贯通城市的南、北方向。本文主要叙述：（1）多载调频波同频广播的工作原理和实施方案；（2）多载调频波同频广播在隧道工作过程中出现新情况：水平极化调频波工作正常而垂直极化调频波的广播效果很差；（3）在实践过程中巧妙地利用一支调频接收天线将其放置介于垂直极化接收和水平极化接收之间，并经适当的角度调节可使接收垂直极化FM91.5MHz信号场强和水平极化FM87.5MHz、FM95.1MHz场强基本一致，彻底解决了以前用一支调频接收天线接收无法在隧道同时广播两种极化方式的调频信号问题，为珠海调频广播覆盖事业开创了新局面。

关键词：H、V极化调频波；多载波同频广播；狭窄传输；覆盖效果

中图分类号：TN934.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）16-0051-02

1 前言

珠海是一个多山丘的城市，板障山隧道（1.2公里）是珠海市区的主要交通要道，直接贯通城市的南、北方向，多年来年隧道内一直都无法收听到无线调频广播。2006年珠海广播电视台通过在隧道内进行了多载调频波同频广播（在隧道内以多付发射天线辐射），隧道内才有了一些无线调频广播覆盖，但当时的广播覆盖还不够理想……2010年通过技术改造利用同轴泄漏电缆作为多载调频波的主要载体，板障山隧道才有了比较正常的调频广播[1]。当时珠海广播电视台发射的调频广播是：珠海FM 95.1MHz（5KW）、珠海FM 87.5MHz（5KW）、中国之声FM 99.1MHz（3KW）、广东珠江经济台FM 103.8MHz（3KW）。它们是经过大功率四工器调谐后由同一付发射天线发射的水平极化调频波。2012年由于珠海电台广播事业发展的需要，增加了一套“百岛之星”调频广播：FM91.5MHz（3KW垂直极化）。百岛之星调频广播开播以来其无线场强覆盖的效果不亚于珠海FM 95.1MHz（5KW）。但由于板障山隧道是属于无线电波在狭窄区域的传输，故其在板障山隧道的场强覆盖也是很少的。通过“多载调频波同频广播”，其结果为：噪声比较大声音几乎听不清楚。台领导对此很不满意，极力要求通过技术手段解决这一覆盖难题，让珠海老百姓能在隧道内听到自己的“百岛之声”。

2 板障山隧道多载调频波（水平极化）同频广播的工作原理

2.1 工作原理

利用多载波同频传输技术，将隧道外收到的多载波调频信号经过滤波和前放，用小功率发射机放大后，送入泄漏电缆。根据泄漏电缆既具有同轴电缆传输线的功能又具有发射天线的辐射功能的特点，把泄漏电缆作为多载波调频信号的传输载体，这样既解决了隧道内信号的传输问题，又解决了隧道内接收点的信号电平问题，从而实现多载调频信号在隧道内的传播和覆盖[2]。

2.2 基本材料设备

八木五单元调频接收天线一支，调频段带通滤波器一个（87.5—103.8MHz）、有线电视模块放大器（MW-BLE-H）一台，100W立体声调频发射机一台，功分器一个，同轴电缆 SYWV- 75-12 30米，HCAAYZ-50-22皱纹射频同轴电缆 20×2米；RMC50L-158-1泄漏电缆1200 ×2米（参数可参考汉胜漏缆技术指标）；HCAAYZ-50-12跳线 2×2根。DIN接头一批，吸收负载（50Ω、5W）2个。

2.3 信号流程

信号流程图1所示，将水平极化接收天线收到的四套调频信号经带通滤波器处理后，用SYWV-75-12同轴电缆送到北端口，于该处安装一个模块放大器（输出电平：92---110dBuv），然后将其输出送入100W立体声调频发射机进行放大，将放大后的RF信号用一个功分器分为两等分，通过两条同轴电缆HCAAYZ-50-22，分别送入两条同轴泄漏电缆RMC50L-158-1进行信号传输和覆盖。

3 技术探讨和理论实践

3.1 板障山隧道的物理结构和特点

板障山隧道的地理位置和物理结构较为特殊，它位于板障山山脉的中心处，经人工开凿而成。隧道是按双向四车道单向行车设计，南、北贯通珠海柠溪和拱北。隧道长1.21千米、宽12.3米（两孔）、高7.45米，其顶呈半圆状。珠海板障山隧道北端口图如图2所示。

3.2 板障山隧道北端口顶部调频信号收测记录

收测位置：隧道北端口顶部。收测条件：八木五单元调频接收天线一支（8db）、铁架一个，水管一条（长3米、Ф6cm），天线方向对向船底山发射天线。用电视场强仪收测，垂直极化和水平极化接收的实测数据如表1所示。

4 技术分析和实施方案

4.1 技术分析

由八木五单元水平极化调频接收天线的实测数据可了解：利用同轴泄漏电缆作为多载调频波的主要载体进行的多载调频波同频广播，“百岛之声”噪声比较大声音几乎听不清楚是由于其载波场强比87.5MHz、95.1MHz小10.3db以上，被相邻载波87.5MHz、95.1MHz严重压制。假如其载波场强也能达到86db左右，那么其广播效果必定和87.5MHz、95.1MHz的广播效果一样。如何能够使得91.5MHz的场强和87.5MHz、95.1MHz场强一样或基本一致呢？很多人很容易想到使用两付八木五单元调频接收天线。一付水平极化安装另一付垂直极化安装，然后通过滤波器处理，最后将它们混合在一起。其实这一方法是行不通的。原因是：无论是水平极化还是垂直极化接收到信号的场强都比较大，单频滤波器的效果能做到≥35db就很了不起了，这样的混合必然引起严重的交调和互调。使用多重滤波器也会带来插入损耗而且调频滤波器的价格也非常昂贵[3]。那么有没有比较简单的办法呢？答案是肯定的。经過反复实践，我们在实际工作中发现：将一支调频接收天线巧妙地放置即将其放置介于垂直接收和水平接收之间（本文称为Y极化接收天线如图4所示），经过适当的角度调节可使接收91.5MHz场强和87.5MHz、95.1MHz场强基本一致（相差≦1.5db），彻底解决了以前用一支调频接收天线接收无法在隧道同时广播两种极化方式的调频信号问题，为隧道实现不同极化方式的多载调频波同频同时广播奠定了基础。

4.2 实施方案

其工作原理和水平极化多载调频波同频广播的工作原理一样，其结构简图如图（3）所示，正常播出各测试点数据如表2所示。

5 播出传输效果

（1）发射机的输出功率为60W，反射功率为0.2W，反射功率不随输出功率的大小而变化。（2）用小汽车上的收音机进行收测，时速50公里/小时，结果：FM 87.5MHz（5KW）、FM91.5MHz（3KW）、 FM 95.1MHz（5KW）、FM 99.1MHz（3KW）、四套调频广播均清晰，信号平稳，无噪声和阴影区，FM 103.8MHz（3KW）广播还算正常，但感觉效果相比稍差，原因是调频段高端信号的电平比较低。假如有条件可为每个频道信号配备一个电平可的调单频道滤波器，这样就可解决信号传输电平不平行的现象。（3）发射机安装在隧道口，维修方便，通风效果好，工作温度比较低，故障比较少。

6 结语

珠海是一个多山丘城市，市内调频覆盖阴影区比较多，在隧道内实施多载调频波同频广播作为覆盖补点不失为一个好办法。但隧道调频覆盖是一个非自由空间的调频广播，系统工程比较复杂，碰到的问题也比较多，技术难度相对较大。随着调频同频同步广播技术的发展和光技术、泄漏电缆技术的广泛应用，珠海调频广播覆盖事业必然会出现一个崭新的局面……。

参考文献

[1]方德葵，倪世兰，钱岳林.电视与调频发送技术[M].北京：中国广播电视出版社，2005.

[2]郝云飞，李来杰，傅文中.泄漏电缆轻轨干线覆盖工程设计研究[J].电信工程技术与标准化，2010，（07）：36-38.

[3]陈文宜，彭永平.调频广播信号公路隧道补点覆盖技术探讨[J].世界广播电视，2009，（09）：82-84.endprint