GB 11410-1989 短波广播网覆盖技术规定

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