GB 11410-1989 短波广播网覆盖技术规定.pdf

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1、中华人民共和国国家标准短波广播网覆盖技术规定发布实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准短波广播网覆盖技术规定国家技术监督局批准实施主题内容与适用范围本标准规定了短波双边带调幅广播网的主要技术指标和计算方法本标准适用于短波广播双边带调幅广播网的规划电台服务区的估算和电台间干扰的估算术语定义短波广播频段在无线电频谱中划分给短波广播专用或与其他业务共用的若干段统称为短波广播频段其中前者称为专用段后者称为共用段发射带宽每一个短波调幅广播发射信号在短波广播频段中所占的频带宽度称为发射带宽频道短波广播频段中的一个以标称载频为中心其宽度等于发射带宽的频带频道间隔两个相连频道的标称载频之差射频信噪比为保

2、证得到满意的收听质量所需要的欲收信号场强与等效噪声场强包括接收机内部噪声和外部噪声的综合效应的最小比值以分贝表示射频保护率为保证得到满意的收听质量所需要的欲收信号场强与干扰信号场强的最小比值以分贝表示欲收信号和干扰信号载频相同或偏差小于允许限度时的射频保护率称为同频道保护率载频不相同时的射频保护率称为邻频道保护率邻频道相对保护率是邻频道保护率与同频道保护率之差基本最高可用频率短波传播中只考虑电离层折射作用传播模式时的最高可用频率场强时中值在测量时段内中有时间达到或超过的场强值场强时中值的月中值简称场强中值对于给定小时在一个月内有日子达到或超过的场强时中值短期内衰落场强在一个小时内的衰落变化在该

3、小时内有时间达到或超过的值称为上十分值有时间达到或超过的值称为下十分值上下十分值通常均相对于场强时中值计长期日日衰落对于给定小时在一个月内各天场强时中值的日日波动变化在该月内有日子达到或超过的值称为上十分值有日子达到或超过的值称为下十分值上下十分值通常均相对于月中值计最低可用场强当只存在自然噪声和人为噪声而没有其他电台干扰时为得到满意的收听质量所需要的场强最小值可用场强当存在自然噪声人为噪声和其他电台的干扰时为得到满意的收听质量所需要的场强最小值要求服务区主管机关要求提供广播服务的区域一般用区四分之一区以试验点为代表的部分区或扇段服务区表示区系国际高频广播大会的缩写国际无线电规则附录中规定的广

4、播服务区图见图上所划分的广播对象地区扇段服务区用要求服务区的内外半径和方位角范围所构成的扇段表示的服务区试验点在要求服务区内用以代表该服务区进行计算的一组接收点基本电路可靠度对于一条电路使用单个频率时达到规定射频信噪比的概率基本接收可靠度对于给定接收点计入所有传输频率的综合效果后达到规定射频信噪比的概率基本广播可靠度对于要求服务区计入所有传输频率的综合效果后以该服务区中试验点达到或超过的值为表征达到规定射频信噪比的概率同步广播网使用完全相同或接近完全相同的频率并广播同一节目的一组发射机同步广播保护率同步广播网内各发射机之间的射频保护率图代号国际无线电咨询委员会国际频率登记委员会国际电信联盟召开

5、的关于短波广播规划的世界无线电行政大会日内瓦主要技术指标主要技术指标应符合表表短波广播主要技术指标序号指标项目指标数值短波广播频段包括专用和共用段见表频道间隔标称载频的整数倍发射带宽射频信噪比同频道保护率邻频道相对保护率载频间隔载频间隔载频间隔载频间隔同步广播保护率同步发射机间距频率容限当载频功率当载频功率同步发射机频率容限短期内衰落上十分值下十分值长期日日衰落上十分值下十分值见表见表接收机内部噪声等效场强以上以上天电噪声见条试验点见条基本广播可靠度注也可用间隔以对不同地区交叉发射有关数据已包括在程序包内见附录制订国际规划时可接受的最低标准为制订国际规划时可接受的最低标准为制订国际规划时可接受

6、的最低标准为如服务区内一个试验点也没有可根据需要补充试验点表短波广播频段包括专用和共用段序号频率范围中心频率频带宽度频道数宽度以计表长期日日哀落的上下十分值修正磁纬度发射频率预测基本上十分值下十分值上十分值下十分值注在通过收发端的大圆路径上离路径端点各处的两个控制点之间如有任意点的修正磁纬度达到或超过则采用栏的值修正磁纬度的有关数据已包括在程序包内见附录计算方法和测量方法短波传播预测方法参照采用通过的短波广播规划用短波传播预测方法根据这个方法编制的短波传播预测程序见附录其基本技术基础的要点分述如下电离层参数层参数层临界频率对于以内的路径在路径的中点计算对于以上的路径则在路径的两个控制点路径上分

7、别离发射机和接收机处计算在这些点上确定太阳天顶角用度表示于是式中当时当时当时十二个月流动平均太阳黑子数层基本的预测计算层基本时采用路径中点对于以内路径的值或两个控制点对于以上的路径上的值中的较低值长度为的路径的基本由下式给出式中为电波在高度处的入射角层截止频率为计算层截止频率取路径中点对于以内路径上的值或两个控制点对于以上的路径上的值中的较高值式中地球的半径层模式的垂直辐射角层参数层临界频率和因子按电离层数字图方法分别计算层临界频率和因子数字图函数为一包含时间地域变化的富氏级数其一般形式如下式中表征地域变化的地理坐标函数见表以角度表示的世界时表征昼夜变化的谐波最高次数表地理坐标函数为和的函数为

8、经度的最高阶次主纬度变化一阶经度二阶经度阶经度表中磁倾角地理纬度以北纬为正地理经度格林威治向东为正数字系数包括在程序软件包中的电离层数据文件参见条中对于每个太阳黑子数每个月份数字图有个数字系数有个系数该数据文件给出太阳黑子数为和时的数字系数用线性内插或外插法计算给定值时的数字系数相应值当超过时取为时的值将相应的值代入式可算出或的值层基本的预测以内路径根据大圆路径中点的和值可用下式分别求得距离为和时的层基本式中由地磁场参数决定的电子磁旋频率由此可用下式内插求得给定距离时的层基本中值式中当时当时以上路径对这些路径也许是长大圆路径从距路径的每一端处取控制点在这些控制点上分别按式得出值选其中的较低值作

9、为该路径的层基本路径距离小于时的场强预测假定电波经层和层反射沿大圆路径传播每次反射称为一跳一跳的最大跨距层为层为每跳假定在跨距中点的电离层处作镜面反射层的等效反射高度取层的等效反射高度是个变数取决于电高层参数和使用频率多跳传播时假定各跳跨距相等对于以内路径还考虑层对层传播模式的遮蔽影响对于以外路径忽略层传播模式每种传播模式的场强中值的基本计算公式如下式中短路径场强中值发射机输出功率相对于各向同性天线的发射天线增益相应干大圆路径的方位角和该传播模式的发射仰角沿射线路径的斜投射距离式中路径距离地球半径电波发射仰角经电离层的反射次数电离层吸收损耗式中电波穿越层时的入射角第跳中点的值对于层传播模式所加

10、的吸收校正因子对于层传播模式当若取若取当超过损耗当频率高于给定模式的基本时与跳数无关但限制在以内地面反射损耗极圈和其他系统损耗与路径长度当地平均时间地磁纬度和季节有关其数值见表和表表路径小于的值地磁纬度当地平均时间冬季北半球月月月月南半球月月月月春秋分季月月月月夏季北半球月月月月南半球月月月月表路径大于时的值地磁纬度当地平均时间冬季北半球月月月月南半球月月月月春秋分季月月月月夏季北半球月月月月南半球月月月月计算考虑了六种层传播模式只对于以内路径和六种层传播模式选择其中场强最高的两个层传播模式和一个层传播模式只对于以内路径用功率相加法求得其合成场强作为该路径的场强中值路径距离大于时的场强预测不分

11、别考虑各种传播模式而假定场强在传输频率范围内即下限频率和上限频率之间取决于非偏移吸收靠近时和偏移吸收靠近时其间的变化关系根据实测数据求得适配的经验公式其基本计算公式如下式中长路径场强中值自由空间传播场强式中沿射线路径的斜投射距离假定电离层高度为发射频率上限频率分别计算第一跳和最后一跳的值取其中的较低值其中为基本为校正因子与昼夜变化和的绝对值有关式中相应于控制点当地中午时间的值内出现的该跳的值的最小值和在表给出在整个路径的中点上确定大圆路径的方位角这个角度用来在东西向和南北向的数值之间作线性角度内插表用以确定校正因子的值东西南北下限频率主要取决于电离层吸收当路径在白天时在求和中太阳天顶角按射线路

12、径逐次穿过高度处确定当时取式中在高度处的电波入射角校正因子其值见表表公式中使用的值纬度月份路径一端另一端在路径中点确定的冬季异常因数地理纬度为和时这个因数为地理纬度为时这个因数达到表中给出的最大值用线性内插法求出中间纬度上的值表公式中使用的值地理纬度半球北南随着路径逐渐变黑在时间之前可用上式计算值为所对应的时间这里在以后的内要根据公式计算式中是之后的时间对剩下的夜间小时来说在用于白天的公式给出较高值之前磁旋频率发射机输出功率相对于各向同性天线的发射天线增益取相应于大圆路径的方位角上仰角范围内的最大值对极点聚焦增益当但若则取对于其他路径距离路径距离在之间时的场强预测在这个距离范围内先分别用和条方

13、法求得场强值包括多种传播模式叠加和然后按距离加权线性内插如下式中中路径场强中值路径长度场强中值测量为求场强时中值每个场强测量记录时段应不短于为求场强时中值的月中值在给定小时内每月测量记录的日子数应不少于最低可用场强在短波段最低可用场强可计算如下式中天电噪声场强中值天电噪声系数中值人为噪声场强中值接收机内部噪声等效场强见表序号射频信噪比见表序号工作频率接收机中频带宽取的计算方法见附录有关计算程序和数字系数亦已包括在程序包内见附录可靠度基本电路可靠度根据定义并假定需要信号的衰落为正态分布基本电路可靠度可用下式计算当则当则式中需要信号的场强中值最低可用场强需要信号的衰落上十分值需要信号的衰落下十分值

14、分别为场强短期内衰落的上下十分值分别为场强长期日日衰落的上下十分值最低可用场强和基本电路可靠度的计算包括在程序包内见附录基本接收可靠度同时向同一要求服务区播送同一节目一般使用个频率假定这几个频率的信号场强的衰落作随机变化并互不相关则基本接收可靠度可计算如下当单频工作时当双频工作时当三频工作时式中同一广播需求同时使用的发射频率基本广播可靠度对要求服务区内的所有个试验点分别计算其基本接收可靠度按值的大小顺序排队从中找出有试验点达到或超过的最大值作为代表该服务区接收效果的基本广播可靠度基本广播可靠度的计算包括在最佳合适频段选择辅助程序中见附录合适频段选择可用频段首先把可以开出的频段划分为下列四种类型

15、类服务区内所有试验点上的场强均不低于类服务区内至少有一个试验点上的场强不低于类服务区内所有试验点上的场强均低于但至少有一个试验点上的场强不低于类服务区内所有试验点上的场强均低于对于有类和或类频段的需求只选取类和或类频段作为可用频段对于只有类和类频段的需求只选取类频段作为可用频段对于只有类频段的需求没有可用频段合适频段合适频段是从服务观点出发的最佳的可用频段并要考虑到设备限制和频段连续性等实际运行要求合适频段从可用频段中选取并要考虑下列因素频段类型单频工作时的值即试验点达到或超过的值值服务区内场强达到或的试验点数目可连续使用的时间连续传输时间内需要的倒频次数合适频段选择辅助程序见附录能够提供上列

16、选择合适频段所需的技术数据参照该程序的输出文件结合考虑设备限制和频率连续性要求等可以方便地选出合适频段该程序的输入文件来自程序的输出文件电台间的干扰按比例降低保护当服务区内某些试验点上的场强达不到时认为对这些点已不能形成服务因此对这些点不予保护在计算干扰时略去不计当服务区内某些试验点上的场强虽达不到但达到时则对这些点给予按比例降低保护这就是说按其接收场强低于的程度降低其保护率即式中按比例降低的保护率正常情况下的保护率该试验点上的接收场强保护裕度对于每一个广播需求在其服务区内各试验点上除了按条中规定不予保护的点外分别计算其保护裕度如下但对于实施按比例降低保护的试验点则式中保护裕度干扰场强其余同条

17、选取所有试验点但按条略去不计的试验点不包括在内中有个点达到或超过的最大值作为表征该需求在要求服务区内的保护裕度干扰矩阵干扰矩阵定义如下式中任一单元代表第个需求受第需求干扰时的保护裕度该矩阵显示了各个需求之间的相互干扰状况不兼容矩阵在干扰矩阵中当时表示需求不受来自需求的同邻频干扰的有害影响则取当时表示需求不受来自需求的邻频道载频间隔干扰的有害影响则取当时表示需求受来自需求的同邻频道载频间隔干扰的有害影响则取由此可以求得不兼容矩阵如下其中不一定等于因此该矩阵是不对称的考虑到每个需求对于本身谈不上相互干扰问题因此可置当如果取则可以求得对称化的不兼容矩阵如下当时表示需求和是完全兼容的当时表示需求和是同

18、频道不兼容邻频道载频间隔兼容当时表示需求和是同频道和邻频道载频间隔都不兼容不兼容矩阵表示各需求之间的不兼容状况是频率指配的技术依据干扰矩阵计算程序见附录应用程序的输出文件作为输入文件可以用以计算运行时段和频段相同的一组需求之间的干扰矩阵和不兼容矩阵以供频率指配之用两个以上干扰电波的合成干扰场强当存在两个以上标称频率相同的干扰电波其场强分别为时其合成场强应按功率相加即按下式计算合如果干扰频率与信号频率不同则按其载频间隔从表查得相应的邻频道相对保护率把式中的值用相应的值代替可用场强电台服务区的估算不仅需要考虑自然噪声和人为噪声的影响而且需要考虑其他电台的干扰影响根据最低可用场强和合成干扰场强合可用

19、场强可按下式计算合欲收信号场强达到或超过可用场强的地区为服务区附录短波传播预测程序参考件程序供点对点和点对面短波传播预测之用共包括一个主程序三十二个子程序一个数据块辅程序和三个函数辅程序用语言编写源程序共字节编译后的执行程序字节可在微型计算机上运行功能预测点对点电路或点对面以区中的试验点为代表或在给定的区中找出位于扇段服务区内的相应试验点为代表电路的基本最高可用频率场强中值或概率值最低可用场强基本电路可靠度并为计算基本广播可靠度合适频段选择和干扰矩阵计算等准备输入文件输入文件用户输入文件用户输入文件格式见表行中当时只计算场强为隐含值当时计算场强和这三种方法仅输出格式不同当时只计算当时同但抑制文

20、件的输出基础数据输入文件电离层数据文件据号报告书天电噪声数据文件据号报告书试验点数据文件据技术标准输出文件基本输出文件表头输出电路基本参数当或时列表输出场强中值最低可用场强和基本电路可靠度当时只输出场强值表当时只输出值表对于点对面业务当或时抑制文件的输出以节省磁盘空间供基本广播可靠度计算合适频段选择和干扰矩阵计算用的输出文件文件输出需求的基本参数文件输出服务区内各试验点上的信号噪声比文件输出服务区内各试验点上的基本电路可靠度文件输出服务区内各试验点上的信号场强值以及保护与否和按比例降低保护的信息文件输出干扰区内各需保护试验点上的场强值用户须知用户只需准备用户输入文件其中所有输入数据除和行外均用

21、自由格式输入即按参量的类型输入相应类型的数据每个数据后要加逗号字符型数据须加单引号括起行的语言格式如下当用于点对面业务时计算服务区时用或计算干扰场强时用本程序计算所用时间均以时段为准即时段表示至时时段表示时等用户输入文件中行的不得小于否则应分为两个需求计算表用户输入文件识别符输入参数方法选择附加损耗界限页码年月太阳黑子数开始和结束时段发射台名最多个字符发收端经纬度大圆路径度分表示本行只用于点对点电路需求代码度分表示发射台经纬度服务区个本行只用于点对面电路扇段距离和方位角范围本行只用于扇段服务区功率时间概率天线型号天线方位角频率个不足个时要用补足执行行停止行附录合适频段选择辅助程序参考件程序用于

22、点对面业务供辅助选择合适频段之用共包括一个主程序三个子程序用语言编写源程序共字节编译后执行程序为字节可在微型计算机上运行功能选出各个小时内最高的频段或频段组合给出相应的基本广播可靠度选出可用频段判定频段类型并给出相应的服务区内试验点达到或超过的基本电路可靠度下称对于低于的类或类频段给出场强达到或超过或的试验点数目输入文件文件文件文件以上三个文件都是程序在或条件下运行后得到的输出文件见附录的条输出文件在每个需求的表头列出该需求的基本参数对于以扇段表示的服务区接收区中所列出的是其中含有扇段内试验点的所有区单元对于每个需求除表头外还输出下列两个表各运行小时内最高的频段或频段组合以及其相应频段类型和基

23、本广播可靠度选出值达到的所有频段输出其频段类型和值当没有一个频段能达到时则输出其中的类和类频段以及其相应的值和达到对类频段或对类频段的试验点数目如果只有类频段则只输出其中值最高的那个频段及其值附录干扰矩阵计算程序参考件程序用于点对面业务供计算运行时段和频段相同的一组需求之间的相互干扰状况之用本程序用语言编写源程序字节执行程序字节可在微型计算机上运行输入文件其中和是用程序计算各需求服务区状况所得的输出文件是用程序计算各需求之间相互干扰状况所得到的输出文件输出文件给出干扰矩阵不兼容矩阵不对称方式不兼容矩阵对称方式附录天电噪声系数中值计算参考件天电噪声系数中值参照号报告书方法算得有关计算程序已包括在程序软件包内见附录计算采用数字图方法把全年分为月月月和月四个季度全天按当地时间分为和六个时段先计算出相应于时的天电噪声系数中值然后根据其频率变化关系再算出给定频率时的天电噪声系数中值所有数字系数均包括在程序软件包的天电噪声数据文件参见附录的条中天电噪声系数中值式中地理经度格林威治向东为正地理纬度以北纬为正均为数字系数每个季度时段各有个系数天电噪声系数中值式中工作频率时的值时的值数字系数每个季度时段各有个系数南北纬度的系数不同附加说明本标准由中华人民共和国广播电影电视部提出本标准由广播电影电视部标准化规划研究所起草本标准起草人潘振中