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[摘要]根据工作当中中波同步广播覆盖的实际情况，介绍中波同步广播中时延的计算、设置和调试。总结出相干区的特点，分析相干区内波峰和波谷效应，相干区宽度、场强和收听效果。
[关键词]同步 发射点 时延 相干区
中图分类号：TN94文献标识码：A 文章编号：1671－7597 (2008) 0210057－02
一、前言
目前我国的中波同步广播技术与过去七、八十年代相比，有了质的飞跃。过去传统技术使用高稳晶振作为同步载频的基准，各发射台与其校准。后来又用TV的行频作为基准进行校准，这些都存在着精度不高，设备难维护等弊端，所以不能达到十分满意的同步效果。现在我们多采用GPS的时基信号作为同步广播的载频基准信号，能较好地解决精度不高，设备难以维护等问题。在中波同步广播覆盖实践中，虽然会在很小的区域内产生相干现象，对收听效果有一定影响，但就整体而言，完全可以达到比较满意的收听效果。
根据同步广播同步、同相、同调制度的所谓“三同原则”，中波同步覆盖系统，除了应用中波同步载频激励器和时延均衡器（青岛科研所产）等设备，而且，节目信号采用广播卫星传输，在广播中心加装音频处理器，对节目信号进行一次性统一处理，在各发射点的发射机前，不再安装专门的音频处理器，这样做既能节省音频处理器的投资，又能保证相同的调制度。中波同步广播载频激励器，同步频差<0.005Hz。频率准确度和稳定度都优于1×10－11。中波同步广播时延均衡器，时延范围16ms(16000µs)，最小时延步进量1µs。卫星接收机为广播专业接收机，时延的不确定性为30µs（在中波同步广播中这一精度可视为不受影响）。各发射点同步广播设备连接，如图1所示。这里不再详述。
二、预设时延
广播信号的传输是通过广播卫星实现的，各同步发射点从各自的卫星接收机上接收信号再发射出去。由于信号传输到各接收点距离不同，必将会产生信号的时延差，这也是在系统加装音频时延均衡器的原因。
在同步广播中的音频信号，要经过许多设备和通路才能到达发射机。音频信号从广播中心一直到音频信号上星，时延是一定的，是不会变化的。因各发射点使用相同型号的卫星接收机，产生的时延也视为相同。但各发射点的发射机的型号不同。因此，第一步先对每台发射机进行了时延的测量，掌握第一手资料；第二步测量出各发射点的经纬度；第三步确定主台的时延。根据主台的地理位置，考虑到日后同步网的扩展，把主台时延均衡器的时延设定为一个不太小的整数。
利用青岛科研所开发的测距应用软件，能计算卫星离地面的距离。当经纬度测量仪eTrex Vistas，即手持定位导航仪（GPS）测出当地的坐标时，将其坐标的经纬度输入到计算机内，就可直接读出当地坐标距广播卫星的准确距离。
如图2，卫星用S表示，S1和S２分别代表到达发射点A和发射点B的距离。O点为A和B两发射点发射产生的相干区中心点。已知：电磁波传输速度为C=0.3km/
µS，计算卫星S到达A点和到达B点的时间差：ΔT1=(S1-S２)/C(S1>S２)，信号从A点到O点和B点到O点的时间差：ΔT2=AO-BO/C，A点发射机与B点发射机的时延差为ΔT3。那么，A点为主台，预置延时TA，B点的时延应设置为TB=TA+ΔT1+ΔT2+ΔT3（ΔT2和ΔT3正号为加，负号为减）。
如图3所示,TA预置为1500µs；T1=S1-S2/C=26/0.3=87µs，ΔT2=AO-BO
/C=9.8/0.3=33µs，ΔT3=472-460=12µs
（A点发射机时延为472µs，B点发射机时延为460µs），因此，B点时延应设置为：TB=TA+ΔT1+ΔT2+ΔT3=1632µs。
发射点延时的设定是主台相邻的发射台依据主台的时延进行计算。相邻的发射台时延设置好后，再依据此时延，设置其他相邻发射点的时延。在全部设备按同步要求安装调试完毕，预设好时延，到相干区收听测量，检验同步效果，进行时延调试。
三、相干区中心点的确定与时延的调试方法
根据当地地理地貌，选地波传播曲线，假设选择地波传播曲线为σ＝10－2西/米，ε＝4，参考（广发技字《1987》764号）广播电视覆盖标准的规定，并结合当地收听收测的实际情况，选定可用场强，假设选定可用场强为71dB（微伏/米）。在地图上划出场强为71dB的场强覆盖图，相邻两发射点所画出的71dB场强图所相交的区域为71dB相干区，在相干区内大致确定相干的中心位置。
假设大部分地区是平原，实地寻找相干区与71dB场强图基本吻合，相干区的边缘大致就在71dB场强位置附近。相干区中心在相邻两个发射点之间71dB场强相交的区域内，且两发射点之间连线上。在两发射点之间的连线上寻找相干区中心（即等场强区）。不仅符合相干的基本原理，而且较容易找到。实践证明，用这种方法寻找相干区和相干区中心实用易行。
实际的时延调试是一项非常细致的工作。如图4的是表示两发射点发射的场强相交的区域图,这个相交的区域称为相干区。在两个发射点之间的连线上O点为相干区的中心点，从理论上讲，只有在发射点A点和B点两个功率相等时，PQ连线与AB连线的相交点为相干区的中心点。由于发射功率、发射天线和地理地貌等诸多原因，不能按PQ连线与AB连线相交的方法来确定相干区的中心点。实际确定相干区的中心点，应该在71 dB场强所相交的区域内，且在ab的连线上实地寻找，相干区的中心区域是有一定宽度的（ab连线上的一段距离），因此，在实际寻找过程中，反复穿梭于ab之间，先将这个区域找到，那么，这个区域的中心点就是相干区的中心点。这一中心点也是等场强点，这一狭小的区域可视为等场强区。如果单独测量发射点A 和发射点B在这一点上场强（在波峰处测量），其场强相等。等场强测量只有在白天（利用固定停机维护时间分别开关发射机）才能容易测量到。晚间由于天波干扰的原因无法准确测量。在实际时延调试中，在大部分情况下，发射机处于正常发射状态。采用收音机收听相干现象的方法，也能准确找到相干区的中心点，这一方法在实际调试时延中，是基本和主要的使用方法。
时延的调试应该选择在相干区的中心点的波峰处，如图5所示，用收音机收听是否有时延效果，根据实践，一般来说，时延差在50µs以下，人耳收听无明显感觉。这时只要听起来没有明显失真和噪声，有良好的接收效果，就认为两发射点发射出的信号无时延差。如果有明显的时延，就会产生明显的噪声和失真，收听效果差或者很差，听起来很厌烦。这时就需要调整时延。因为以主台为标准，只能调整相邻的那个发射点上的时延均衡器上时延的时间。方法：
①仔细核算主台和相邻发射点的传输距离及信号的时延时间，是否使这两个信号达到相干中心区的时延有误差。
②主台为标准不作调整，在相干中心区收听波峰处的效果，调整相邻发射点的时延。
③依预置的时延时间，100µs递增或递减进行调整，先找到与
主台的时延“超前还是滞后”，明确“调整取向”。如相邻发射机发射的信号比主台发射的信号先到达相干区中心，那么，就增加相邻这端时延均衡器的时延时间。反之，就减小。粗调方法，按“调整取向”50µs或30µs，递增或递减进行调整。然后，要细心收听进行细调，细调时可按20µs或10µs递增或递减。按此方法调整，经过反复调试多次，直到收听效果满意为止。
四、相干区的分析
（一）相干区的测量及收听
①相干区边缘（听觉上几乎感觉不到相干现象）近场场强大于远场场强6-8dB。
②等场强区内波峰波谷效应十分明显，波峰可清楚收听，无厌烦感。波谷噪声失真严重，有厌烦感。波谷的宽度有所不同，在几米到十几米之间不等。
③地貌与地面建筑物影响因素较大时，测量结果相干区内场强分布不规则，有极不确定性。相干区内的收听效果：有些区域收听效果较好，几乎听不出相干现象，有些区域相干比较明显。相干区的中心位置不好寻找，相干区中心区域波谷效应不十分明显。
④地域辽阔平坦，建筑物少的农村地带相干区的边缘和中心区域非常容易找到，测量的场强数据准确。
（二）相干区中心区域的波谷效应
相干区的中心区域波谷效应十分明显，如图5所示，λ/2为一波峰波谷周期。
①进入波谷区时场强迅速降低，在理论上等场强区内波谷的场强应为零（实际并非如此，场强很低）。
②当波谷场强低于接收机AGC起控电平时，接收机增益急剧上升：响度增大，噪声增大，信噪比急剧恶化。
③相邻两波谷点的距离为半波长，波谷信噪比恶化的范围从几米到十几米。当以百公里时速行车时，穿过波谷点的时间小于一秒，场强越高，波谷恶化区范围越小。
④在波谷处，因本地场强过低，可觉察到远处同频干扰窜入。
⑤在相干区中心区内，离开波谷处包括波峰的大部分区域，都可以得到良好的收听效果。
（三）对相干区宽度和收听效果的分析
对相干区收听效果的分析，有以下几点：
①相邻的两发射点发射的71dB场强区相交区域最宽处，在30公里以上，相交区面积比较大。在相干区内场强比较强，相干区中心位置，等场强区一般在76dB以上。相干区内有感相干区，宽度10-15公里，明显相干区6－8公里，严重相干区及相干区中心附近2－4公里，相干区内收听效果较好。
②相邻两发射点发射的71dB场强相交区域最宽处比较小，30公里以下，在相干区内场强中心位置，等场强区低于76dB。相干区的宽度比①情况有时要窄，相干区内收听效果比较差。
③相邻两发射点发射的71dB场强不相交，收听感觉不到相干现象,可视为无相干区。但也有必要设定准确的时延，以防地貌和建筑物等造成反射，产生相干的场强。实地接收效果基本互相无影响。
④相干区内收听效果分为三个区域；有感相干区、明显相干区和严重相干区。它们在相干区内所占宽度分别大约为：65％、25％和10%。
⑤根据实地测量，当相干区等场强Eo﹥76dB时，如图4所示，ab之间距离Sab﹥30KM，A点发射的场强在a点的场强为EAa ， B点发射的场强在a点的场强EBa，EAa－EBa>6dB，同理，EBb－EAb>6dB。
实际收听，在a点和b点附近的区域，则听不到相干现象。结论：当相干区内等场强Eo﹥76dB时，且ab之间距离Sab﹥30KM，实际收听到的相干区要比理论上画出的71dB相干区窄，面积缩小。
⑥沿相干区的边缘方向相干区变窄，明显相干区和严重相干区两区域出现“弱化”现象，很难区分开这两个区域，该区域会逐渐变小，越来越小，达到P、Q附近区域后，收听到的相干现象不明显，只达到有感觉的程度。
实践证明：在规划中波同步覆盖时，在条件允许的条件下，应保证相邻两发射点发射的两个71dB场强相交区域（ab之间的距离）宽度最好大于30公里，实测相交区域中心点的等场强在76dB以上。做到以上两点，中波同步广播的收听效果将十分理想。
参考文献：
⑴李为丰等，―――建设完善的中波同步广播网，《广播与电视技术》2002年9月.
⑵ 关于广播电视覆盖标准统计覆盖的暂行规定，广发技字〔1987〕764号.
[关键词]同步 发射点 时延 相干区
中图分类号：TN94文献标识码：A 文章编号：1671－7597 (2008) 0210057－02
一、前言
目前我国的中波同步广播技术与过去七、八十年代相比，有了质的飞跃。过去传统技术使用高稳晶振作为同步载频的基准，各发射台与其校准。后来又用TV的行频作为基准进行校准，这些都存在着精度不高，设备难维护等弊端，所以不能达到十分满意的同步效果。现在我们多采用GPS的时基信号作为同步广播的载频基准信号，能较好地解决精度不高，设备难以维护等问题。在中波同步广播覆盖实践中，虽然会在很小的区域内产生相干现象，对收听效果有一定影响，但就整体而言，完全可以达到比较满意的收听效果。
根据同步广播同步、同相、同调制度的所谓“三同原则”，中波同步覆盖系统，除了应用中波同步载频激励器和时延均衡器（青岛科研所产）等设备，而且，节目信号采用广播卫星传输，在广播中心加装音频处理器，对节目信号进行一次性统一处理，在各发射点的发射机前，不再安装专门的音频处理器，这样做既能节省音频处理器的投资，又能保证相同的调制度。中波同步广播载频激励器，同步频差<0.005Hz。频率准确度和稳定度都优于1×10－11。中波同步广播时延均衡器，时延范围16ms(16000µs)，最小时延步进量1µs。卫星接收机为广播专业接收机，时延的不确定性为30µs（在中波同步广播中这一精度可视为不受影响）。各发射点同步广播设备连接，如图1所示。这里不再详述。
二、预设时延
广播信号的传输是通过广播卫星实现的，各同步发射点从各自的卫星接收机上接收信号再发射出去。由于信号传输到各接收点距离不同，必将会产生信号的时延差，这也是在系统加装音频时延均衡器的原因。
在同步广播中的音频信号，要经过许多设备和通路才能到达发射机。音频信号从广播中心一直到音频信号上星，时延是一定的，是不会变化的。因各发射点使用相同型号的卫星接收机，产生的时延也视为相同。但各发射点的发射机的型号不同。因此，第一步先对每台发射机进行了时延的测量，掌握第一手资料；第二步测量出各发射点的经纬度；第三步确定主台的时延。根据主台的地理位置，考虑到日后同步网的扩展，把主台时延均衡器的时延设定为一个不太小的整数。
利用青岛科研所开发的测距应用软件，能计算卫星离地面的距离。当经纬度测量仪eTrex Vistas，即手持定位导航仪（GPS）测出当地的坐标时，将其坐标的经纬度输入到计算机内，就可直接读出当地坐标距广播卫星的准确距离。
如图2，卫星用S表示，S1和S２分别代表到达发射点A和发射点B的距离。O点为A和B两发射点发射产生的相干区中心点。已知：电磁波传输速度为C=0.3km/
µS，计算卫星S到达A点和到达B点的时间差：ΔT1=(S1-S２)/C(S1>S２)，信号从A点到O点和B点到O点的时间差：ΔT2=AO-BO/C，A点发射机与B点发射机的时延差为ΔT3。那么，A点为主台，预置延时TA，B点的时延应设置为TB=TA+ΔT1+ΔT2+ΔT3（ΔT2和ΔT3正号为加，负号为减）。
如图3所示,TA预置为1500µs；T1=S1-S2/C=26/0.3=87µs，ΔT2=AO-BO
/C=9.8/0.3=33µs，ΔT3=472-460=12µs
（A点发射机时延为472µs，B点发射机时延为460µs），因此，B点时延应设置为：TB=TA+ΔT1+ΔT2+ΔT3=1632µs。
发射点延时的设定是主台相邻的发射台依据主台的时延进行计算。相邻的发射台时延设置好后，再依据此时延，设置其他相邻发射点的时延。在全部设备按同步要求安装调试完毕，预设好时延，到相干区收听测量，检验同步效果，进行时延调试。
三、相干区中心点的确定与时延的调试方法
根据当地地理地貌，选地波传播曲线，假设选择地波传播曲线为σ＝10－2西/米，ε＝4，参考（广发技字《1987》764号）广播电视覆盖标准的规定，并结合当地收听收测的实际情况，选定可用场强，假设选定可用场强为71dB（微伏/米）。在地图上划出场强为71dB的场强覆盖图，相邻两发射点所画出的71dB场强图所相交的区域为71dB相干区，在相干区内大致确定相干的中心位置。
假设大部分地区是平原，实地寻找相干区与71dB场强图基本吻合，相干区的边缘大致就在71dB场强位置附近。相干区中心在相邻两个发射点之间71dB场强相交的区域内，且两发射点之间连线上。在两发射点之间的连线上寻找相干区中心（即等场强区）。不仅符合相干的基本原理，而且较容易找到。实践证明，用这种方法寻找相干区和相干区中心实用易行。
实际的时延调试是一项非常细致的工作。如图4的是表示两发射点发射的场强相交的区域图,这个相交的区域称为相干区。在两个发射点之间的连线上O点为相干区的中心点，从理论上讲，只有在发射点A点和B点两个功率相等时，PQ连线与AB连线的相交点为相干区的中心点。由于发射功率、发射天线和地理地貌等诸多原因，不能按PQ连线与AB连线相交的方法来确定相干区的中心点。实际确定相干区的中心点，应该在71 dB场强所相交的区域内，且在ab的连线上实地寻找，相干区的中心区域是有一定宽度的（ab连线上的一段距离），因此，在实际寻找过程中，反复穿梭于ab之间，先将这个区域找到，那么，这个区域的中心点就是相干区的中心点。这一中心点也是等场强点，这一狭小的区域可视为等场强区。如果单独测量发射点A 和发射点B在这一点上场强（在波峰处测量），其场强相等。等场强测量只有在白天（利用固定停机维护时间分别开关发射机）才能容易测量到。晚间由于天波干扰的原因无法准确测量。在实际时延调试中，在大部分情况下，发射机处于正常发射状态。采用收音机收听相干现象的方法，也能准确找到相干区的中心点，这一方法在实际调试时延中，是基本和主要的使用方法。
时延的调试应该选择在相干区的中心点的波峰处，如图5所示，用收音机收听是否有时延效果，根据实践，一般来说，时延差在50µs以下，人耳收听无明显感觉。这时只要听起来没有明显失真和噪声，有良好的接收效果，就认为两发射点发射出的信号无时延差。如果有明显的时延，就会产生明显的噪声和失真，收听效果差或者很差，听起来很厌烦。这时就需要调整时延。因为以主台为标准，只能调整相邻的那个发射点上的时延均衡器上时延的时间。方法：
①仔细核算主台和相邻发射点的传输距离及信号的时延时间，是否使这两个信号达到相干中心区的时延有误差。
②主台为标准不作调整，在相干中心区收听波峰处的效果，调整相邻发射点的时延。
③依预置的时延时间，100µs递增或递减进行调整，先找到与
主台的时延“超前还是滞后”，明确“调整取向”。如相邻发射机发射的信号比主台发射的信号先到达相干区中心，那么，就增加相邻这端时延均衡器的时延时间。反之，就减小。粗调方法，按“调整取向”50µs或30µs，递增或递减进行调整。然后，要细心收听进行细调，细调时可按20µs或10µs递增或递减。按此方法调整，经过反复调试多次，直到收听效果满意为止。
四、相干区的分析
（一）相干区的测量及收听
①相干区边缘（听觉上几乎感觉不到相干现象）近场场强大于远场场强6-8dB。
②等场强区内波峰波谷效应十分明显，波峰可清楚收听，无厌烦感。波谷噪声失真严重，有厌烦感。波谷的宽度有所不同，在几米到十几米之间不等。
③地貌与地面建筑物影响因素较大时，测量结果相干区内场强分布不规则，有极不确定性。相干区内的收听效果：有些区域收听效果较好，几乎听不出相干现象，有些区域相干比较明显。相干区的中心位置不好寻找，相干区中心区域波谷效应不十分明显。
④地域辽阔平坦，建筑物少的农村地带相干区的边缘和中心区域非常容易找到，测量的场强数据准确。
（二）相干区中心区域的波谷效应
相干区的中心区域波谷效应十分明显，如图5所示，λ/2为一波峰波谷周期。
①进入波谷区时场强迅速降低，在理论上等场强区内波谷的场强应为零（实际并非如此，场强很低）。
②当波谷场强低于接收机AGC起控电平时，接收机增益急剧上升：响度增大，噪声增大，信噪比急剧恶化。
③相邻两波谷点的距离为半波长，波谷信噪比恶化的范围从几米到十几米。当以百公里时速行车时，穿过波谷点的时间小于一秒，场强越高，波谷恶化区范围越小。
④在波谷处，因本地场强过低，可觉察到远处同频干扰窜入。
⑤在相干区中心区内，离开波谷处包括波峰的大部分区域，都可以得到良好的收听效果。
（三）对相干区宽度和收听效果的分析
对相干区收听效果的分析，有以下几点：
①相邻的两发射点发射的71dB场强区相交区域最宽处，在30公里以上，相交区面积比较大。在相干区内场强比较强，相干区中心位置，等场强区一般在76dB以上。相干区内有感相干区，宽度10-15公里，明显相干区6－8公里，严重相干区及相干区中心附近2－4公里，相干区内收听效果较好。
②相邻两发射点发射的71dB场强相交区域最宽处比较小，30公里以下，在相干区内场强中心位置，等场强区低于76dB。相干区的宽度比①情况有时要窄，相干区内收听效果比较差。
③相邻两发射点发射的71dB场强不相交，收听感觉不到相干现象,可视为无相干区。但也有必要设定准确的时延，以防地貌和建筑物等造成反射，产生相干的场强。实地接收效果基本互相无影响。
④相干区内收听效果分为三个区域；有感相干区、明显相干区和严重相干区。它们在相干区内所占宽度分别大约为：65％、25％和10%。
⑤根据实地测量，当相干区等场强Eo﹥76dB时，如图4所示，ab之间距离Sab﹥30KM，A点发射的场强在a点的场强为EAa ， B点发射的场强在a点的场强EBa，EAa－EBa>6dB，同理，EBb－EAb>6dB。
实际收听，在a点和b点附近的区域，则听不到相干现象。结论：当相干区内等场强Eo﹥76dB时，且ab之间距离Sab﹥30KM，实际收听到的相干区要比理论上画出的71dB相干区窄，面积缩小。
⑥沿相干区的边缘方向相干区变窄，明显相干区和严重相干区两区域出现“弱化”现象，很难区分开这两个区域，该区域会逐渐变小，越来越小，达到P、Q附近区域后，收听到的相干现象不明显，只达到有感觉的程度。
实践证明：在规划中波同步覆盖时，在条件允许的条件下，应保证相邻两发射点发射的两个71dB场强相交区域（ab之间的距离）宽度最好大于30公里，实测相交区域中心点的等场强在76dB以上。做到以上两点，中波同步广播的收听效果将十分理想。
参考文献：
⑴李为丰等，―――建设完善的中波同步广播网，《广播与电视技术》2002年9月.
⑵ 关于广播电视覆盖标准统计覆盖的暂行规定，广发技字〔1987〕764号.