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小型地下停车场调频广播信号覆盖方案①

2015-10-09周场如

科技资讯 2015年17期
关键词:末级调频电平

周场如

摘 要:地下停车场受地理位置的影响,接收调频广播信号的效果较差。如果采用解调调制或者泄漏电缆方式对其进行覆盖,需要投入较多的设备,成本较高,对于一些大型(1万平方米或以上)的地下停车场,也许有必要投入较多的设备和资金进行覆盖。但对于一些较小型(几千平方米)的停车场,太多的投入不符合经济效益。该文通过设计一种低成本的直放电路,提供另一条途径,解决了小型地下停车场的信号覆盖问题,产生了较好的经济效益。

关键词:地下停车场 调频广播 放大电路 信号

中图分类号:TN948.5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)06(b)-0070-02

随着社会的发展和居住水平的提高,越来越多的住宅小区和商业大厦规划建设了地下停车场。由于调频广播信号的频率处于88~108MHz之间,只能在直线和无阻挡的空间传播,因此很多地下停车场接收调频广播信号的效果很差,有些甚至完全无信号,这进入停车场的车主收听广播带来极大的不便。

珠海广播电视台发射中心目前发射的调频广播信号共有5个频率(MHz),分别是87.5交通台、91.5百岛之声、95.1先锋广播、99.1中国之声和103.8珠江经济台。信号覆盖地下停车场的较好解决方案是对以上各个频率进行解调,重新调制后进行小功率的发射,或者利用泄漏电缆的方式发射。但在珠海市,大大小小的地下停车场有数百个,如果都用这种方法覆盖,需要投入的设备费用将极其庞大。对于一些数千平方米的小型地下停车场,也确实无必要。为了降低经济成本,该研究者设计试验了一种较为简单的方案,有效解决了小型地下停车场的广播信号覆盖问题。试验地点位于珠海市香洲区梅华西路的御景国际花园小区(如图1所示)及负二层地下停车场(如图2所示)。

1 系统简介

1.1 系统方框原理图介绍

这是一个简单的低成本的直放电路系统,位于楼层顶层的接收天线在接收到珠海广播电视台发射的5个FM频率信号后,通过同轴馈线送至负二层地下停车场。经过滤波放大,直接输出至停车场A、B区发射天线,以达到增强地下停车场FM广播信号的目的。方框原理图如图3所示。

1.2 接收天线及信号收测

接收天线采用拓普五单元八木天线?,安装于小区内5栋1单元31楼天台,如图4所示。

该天线的型号为AY008008YFK00,规格如表1所列。

安装天线后,利用场强仪(朗至S9902)在小区顶楼实地收测,各信号频率场强如表2所列。

其中,87.5MHz、95.1MHz、99.1MHz是垂直极化发射波,91.5MHz和103.8MHz是水平极化发射波。由于天线采用水平安装方式,故91.5MHz和103.8MHz信号电平略低。

除了正常的87.5MHz、95.1MHz、91.5MHz、99.1MHz和103.8MHz外,168.25MHz、527.25MHz和711.25MHz这三个频率的电视信号的电平也很高,接近甚至超过了FM信号电平。这些信号相对FM信号而言是干扰信号,若进入放大器将使放大器处于饱和状态而无法工作,故必须进行滤除。

1.3 滤除干扰信号

利用一个普通的电视VHF低通滤波器,即可基本滤去干扰信号525.25MHz和711.25MHz。再通过一个调频接收专用的88-108MHz滤波器,可基本滤去168.25MHz的干扰信号。经过二级滤波后,信号进入放大器,放大器可以正常工作。滤波后的信号电平如表3所列。

1.4 前置放大器

为了降低成本,前置放大器使用一款市面常见的有线电视宽带放大器,型号为ITON32118KS。当它的输出电平达到117dBuV时,相当于产生10mw的功率,可以用来推动末级放大器。该放大器的技术参数如表4所列。

该放大器在市面较常见,故不再分析其内部电路。其他类似的宽带放大器只要满足以上基本参数,也可以作为该方案的前置放大器使用。

1.5 末级放大器

本方案的关键部分是直放电路系统的末级放大器。它既要对前置放大器送来的信号进行放大,还要作为小型发射机以输出足够的功率,目前市面上的各种简单的放大器均无法达到要求。该研究者参考其他文献,独立设计制作了一种较简单的宽带放大电路,作为本方案的末级放大器,电路原理图如图5所示。

电路简介:整个电路采用两级功率放大器,工作频率为87-108MHz。前置放大器输出的信号,经C1送到Q1放大,R1为Q1基极提供直流偏置,R2、L1为Q1集电极提供工作电压,L1与电路板分布电容构成谐振,让直流通过而隔离信号,R3用来提高电路的Q值。L6、C6、L7和C7构成LC电源滤波电路。

C3、C4、L2、L3组成高通滤波器将信号送至Q2放大,L7、L4为Q2集电极提供工作电压,L4与电路板分布电容构成谐振,让直流通过而隔离信号,信号经L5、C8、C9组成的高通滤波器输出。

经过估算,该电路输入10mw的激励信号,可以输出6w左右的功率。

1.6 发射天线

考虑到经济成本和停车场的空间高度,发射天线采用1/4铁材质的GP天线,参数如表5所示。

末级放大器输出6w左右的包含5个频率的射频信号,经过二功分后,通过50Ω的馈线分别送至停车场A区和B区,输入两支天线分别发射。

2 实际安装调试操作

2.1 设备的安装

负二层地下停车场面积约3千平方米,分A、B两个区域,中间有墙体分隔。故必须采用两支发射天线.

接收天线安装于小区内5栋1单元31楼天台(如图4所示),其所收到的信号,通过150米长的同轴馈线,穿过各楼层井道送至地下负二层的停车场。

2.2 设备调试

滤波器、放大器及发射天线准确连接后,接通电源,调整前置放大器的增益,使末级放大器的输出达到130dB(功率在6W左右)。

2.3 对比测试

系统安装前后,在停车场A区同一位置对其中一个FM频率进行实测对比,在停车场A、B区的中心位置用普通拉杆天线收测FM各频率的场强,并与之前未安装系统时的场强进行比较。

实测场强数据表明,各频率的接收效果大为改善。用车载收音机实际收听,珠海广播电视台发射的5个频率均可清晰接收。至此,方案安装调试完成。

3 结语

在城市,汽车车主是调频广播的主要收听群体。汽车进入没有调频广播信号的地下停车场,收音机里美妙的音乐将变成一片烦人的吵音,车主不得不提早关掉车载收音机。如何千方百计增加广播信号的收听率,这是我们广播信号覆盖技术人员努力追求的目标。

地下停车场广播信号的覆盖,技术上并不存在困难,但经济效益是主要问题。对于一些大型(1万平方米或以上)的地下停车场,也许有必要投入较多的设备和资金进行覆盖。但是目前珠海市的大部分地下停车场都在数千平方米以内,都属小型地下停车场,如果设备和资金投入过多,不符合经济效益。该文方案中,对一个3千平方米的地下停车场的覆盖,初略估算仅需投入数百元,即达到了较为满意的效果,这个方案也可以推广至其他小型地下停车场。如果地下停车场的面积稍大,可以通过增大末级功放的功率或者增加发射天线的数量来解决。该研究者希望通过本方案与无线覆盖同仁共同探讨,努力让所有的地下停车场都不再成为收听广播的死角。

参考文献

[1] 高吉祥.高频电子线路[M].北京:电子工业出版社,2011.

[2] 张肃文.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2009.

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