怎样选择无线电台的场地

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用在通信方面的无线电台和广播无线电台,有基本上不同的工作性质。广播收听者主要是电台所在城市的居民,发送和接收的都是同一个电磁波,因此广播电台辐射波的电磁场强度,在整个市区要相当强。通信的电台,对象是在隔得很远的地方,发信电台应当尽可能不影响到本地城市收音,它的信号对收音来说是一种干扰;而收信电台又应当尽可能不受本地城市的影响,城市的任何人为用电干扰,都会影响收信的质量。因此,广播发信电台场地的选择,应着重考虑场地附近的土壤性质,贴着地面由电台的天线走到家家用户的电磁波,如果在电台附近首先就遭遇到了很大损失,那么它的服务面就不可能广,以发送台址为中心向需要播送的方向实测土壤情况,是建台以前一项重要的工作;而通信电台还需要考虑它对城市收音的干扰和另外一些技术问题,本文打算将这些问题做较比简单的分析。我们所举的例子虽只提到大型收发信电台,但它的道理对中、小型电台也是适用的。

发信台场地

近来,对于长、中,短波发信台,都要求建筑在距离城市相当远的地方,避免市区的建筑物对于电波有吸收和反射的影响,而且还使通信电波的电场强度,在市区里愈小愈好,以免干扰市民收音。

发信台对本地市区的干扰电场,主要是沿地面进行的电波所产生的,这种电场强度,和发信机输出电力的平方根成正比;在假定没有地面损失的情形下,又和走出的距离成反比。土壤性质不同,损失不同,这种损失和电波的波长还有关系。

图1
图1 🔍原图 (677×491)

图1是在良好土质上,一部一千瓦的发信机的传播曲线。我们看在10公里远的地方,波长300公尺的电场强是30毫伏/公尺,波长60公尺的是5毫伏/公尺,而波长30公尺的只有1.1毫伏/公尺。因此,为了限制电台场强到市区不超过200毫伏/公尺的标准;离城十公里、波长300公尺的电台,最大输出电力不能超过(\(\frac{200}{30}\))\(^{2}\)≈45千瓦。而波长60公尺的电台电力,就可以提高到(200;5)2=1600千瓦。

在同样距离, 100千瓦的电台,比较一千瓦电台的场强大10倍,所以用图中一千瓦电台的传播曲线来决定100千瓦电台的场强时;20毫伏/公尺就相当于200毫伏/公尺的标准限制。因此一个 100千瓦300公尺的电台,距离市区不得小于20公里。

所以发信台的位置,与它的电力和波长有直接关系,波长愈短而电力愈小的;可以离城愈近;相反的波长愈长而电力愈大的,离城应当愈远。

如果距离很近,几十瓦以上的电台,对附近市民收音同样会有很大影响;所以很小的发信电台也最好不设在市区以内。

上面这些简单的说明,所指的是用没有方向性的天线。如果在城市的方向,天线所辐射的电力比没有方向性的天线大了一倍;就需要把电台实际电力增加一倍来计算距离。

图2
图2 🔍原图 (756×583)

由于通信用的收信设备比一般用户的收音机更灵敏得多,所以发信不影响收信的要求条件更高,而且由于收发不只一个波长,工作的机器电力和灵敏度都不是完全一样,详细的计算是很不实际的。苏联的无线电工程师们根据实际经验,得出了短波收发信台间应有的距离和最大发信电力的关系,绘成曲线如图2。长、中波发信台的基波虽不致影响短波收信,但是强力电台的谐波很多,高次谐波可能接近短波频率,加上收信台也可能有长、中波收信机,所以一般要求长、中波发信电台离开收信电台更远些,比图2的距离远3-5倍。

图3
图3 🔍原图 (772×462)

发信台场地上大都装置着很高的天线,大型电台可能有一两百公尺高的铁塔。因此电场地要离开飞机场相当距离,才不至于妨碍飞机的升降。近来飞机速度大为提高,严格要求有“静空区”,在机场周围三公里以内一般不能装置电台,特别是在以跑道方向为中线的一定角度以内,建筑物的高度和离开跑道的距离,都有规定和限制(图3)。

图4
图4 🔍原图 (713×415)

电台场址在天线建筑范围内应核平坦,在台外也要没有高大障碍物。大型发信台天线区以外要有500公尺以上的保护地区,在这区域以内不许有任何建筑物。对远处的山陵和高大建筑物,应作仰角测试(图4),决定它们对通信电波有无反射和吸收。远距离短波通信要求的仰角有时低到2°以下,一般通信的仰角也常只有几度至十几度。在附近多山地带选择台址时,最好先根据通信要求找出各方向的仰角和实测障碍物的仰角比较,来决定场址是否适合。

有些工厂,离开市区也很远,但电台场地不能选在工厂区附近,距离至少要有一二公里。工厂的烟尘不仅不卫生,使天线绝缘子的清洁也不易保持。

选择场地还有经济、安全、维护和员工生活等方面的问题需要考虑,本文从略。

收信台场地

收信台周围的仰角和高建筑的限制等,和发信台的要求基本上是一样的。

由于大型收信台多用分集式收信(用好几付天线接收同一个信号),天线所占地方较广,而且收信的电路往往多于发信机的数目,因此收信台比同一等线的发信台面积要大一倍以上。近来大型收信台逐渐采用多部收信机公用一付天线的方法,场地可以减小。一般中、小型收信台;天线布置比较简单,场地可以等于或小于同等级的发信电台。

收信台场地在接收电波的方向有微小的向下斜度,可以增加信号强度,不过一般通信是多方向的,因此仍要求宽广平坦的地面。

在收信台场地上,主要是信号要强,而干扰和杂音最小,这对选择区域位置和环境很有关系。我国许多大、中城市,仍在市区装有无线报房或收信台,收信质量都无法提高。大型收信台应离大城市30—50公里,离中等城市应15一20公里。

下面列出各种人为干扰电源影响的范围,可以作为选择各型收信台址的参考:

电气设备 干扰范围(公里)

高压电力线>60千伏 2.0

高压电力线>30千伏 1.0

变电所 1.5

低压电力线 0.2

透视机 3.0

电疗机 1.0

汽车火花 0.3

振荡式电焊机 5.0

不过实际干扰情形如何,最好是用电场强度表测定。收信台附近的人为干扰应该小于天电杂音。

和发信台一样,收信台的主要通信方向不要指向市区,这样方可以更好地发挥定向天线的抑低杂音和提高信号的作用。(邮电部设计局主任工程师 王葆和)