Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

O zasięgu stacji nadawczych TV -ogólnie

Jerzy Cieślański 16 Wrz 2004 15:22 5727 0
  • #1 16 Wrz 2004 15:22
    Jerzy Cieślański
    Poziom 19  

    Dla wszystkich amatorów nieprofesonalistów mających problemy z prawidłowym odbiorem stacji telewizyjnych i radiowych przytaczam odpowiedni cytat z poradnika Janusza Batora; " Anteny i instalacje antenowe" Warszawa 1981 WKiŁ, rozdz.3, str.40, który wprowadza niewtajemniczonych w tajniki podstaw zagadnień dotyczą zasięgu stacji nadawczych TV.
    Zasięgi stacji radiowych UKF można przyjąć w przybliżeniu jako podobne do zasięgów TV na zakresie Z I-II, z tym zastrzeżeniem że specyfika nadawania sygnałów radia UKF (czyli modulowanych częstotliwościowo) nie wymaga stosowania tak dużych mocy nadajników jak dla sygnałów telewizyjnych.

    Zasięgi nadawczych stacji telewizyjnych.

    3.1. Określenie zasięgu użytecznego stacji telewizyjnej. Czynniki decydujące o zasięgu użytecznym.
    Zasięg użyteczny nadawczej stacji telewizyjnej jest to największa odległość od tej stacji (mierzona od anteny nadawczej) w wybranym kierunku do punktu, w którym można jeszcze odebrać sygnał z dobrą jakością, określoną w odpowiednich normach.

    Krzywą zamkniętą, wyznaczoną przez wartości zasięgu użytecznego stacji w kącie azymutalnym od O do 360° nazywać będziemy granicą zasięgu użytecznego, zaś obszar znajdujący się wewnątrz tej krzywej — obszarem zasięgu użytecznego.

    Wartość zasięgu użytecznego stacji TV podyktowana jest przez następujące czynniki:

    a) minimalne użyteczne natężenie pola sygnału odbieranego (użytecznego) w miejscu odbioru, czyli tzw. wartość graniczną natężenia pola,

    b) względny (odniesiony do sygnału użytecznego) poziom sygnałów zakłócających, pochodzących od innych stacji nadawczych; zakłócenia spowodowane przez te sygnały nazywają się zakłóceniami interferencyjnymi.

    Wartość graniczną natężenia pola ustala się, zakładając przeciętne parametry anten odbiorczych i instalacji antenowych oraz przeciętną czułość odbiorników telewizyjnych, a także uwzględniając średni w danym kraju (lub w części kraju) poziom zakłóceń radio-elektrycznych pochodzenia miejscowego (np. przemysłowego), atmosferycznego i galaktycznego (por. podrozdz. 3.2 i 3.3).

    W obszarze zasięgu użytecznego muszą być spełnione następujące podstawowe warunki:

    a) natężenie pola sygnału użytecznego musi być większe lub równe wartości granicznej dla założonego procentu miejsc i czasu odbioru (np. 50% i 50%),

    b) natężenie pola sygnału użytecznego musi być większe od natężenia pola zakłóceń interferencyjnych co najmniej tyle razy, ile wynosi ustalona dla danego standardu wartość tzw. współczynni ka ochronnego, przy czym przy planowaniu sieci TV zakłada się, że warunek ten musi być spełniony w ciągu 90—99% czasu; spełnienie tego wymagania oznacza, że natężenie pola sygnału użytecznego podlega ochronie przeciwinterferencyjnej.

    Zasięg stacji TV ograniczony tylko przez maksymalny dopuszczalny poziom zakłóceń interferencyjnych nazywa się zasięgiem bezinterferencyjnym.





    W sieciach zagęszczonych, więc takich, jakie przewiduje się w Polsce, zasięgi użyteczne podyktowane są przede wszystkim przez zakłócenia interferencyjne.

    Dla planowanych wartości mocy promieniowanych i wysokości masztów anten nadawczych granice, zasięgów bezinterferencyjnych są więc w przybliżeniu granicami zasięgów użytecznych.

    3.2. Zakłócenia radioelektryczne odbioru telewizyjnego

    Sygnały zakłócające odbiór telewizyjny (w skrócie: zakłócenia telewizyjne) są czynnikiem w znacznym stopniu decydującym o zasięgu stacji nadawczej.

    Sygnały te mogą być następujących rodzajów:

    a) zakłócenia interferencyjne, spowodowane przez krajowe i zagraniczne stacje nadawcze, a zwłaszcza stacje TV pracujące w tym samym lub sąsiednim kanale co stacja użyteczna; .

    b) zakłócenia pochodzenia miejscowego, a przede wszystkim:

    — zakłócenia przemysłowe, czyli powstające w wyniku promieniowania generatorów w urządzeniach przemysłowych oraz wskutek wyładowań iskrowych w silnikach elektrycznych, spalinowych, pojazdach trakcyjnych itp.,

    — zakłócenia spowodowane promieniowaniem sygnałów harmonicznych przez oscylatory w znajdujących się w pobliżu odbiornikach radiofonicznych i telewizyjnych,

    — sygnały wynikające z odbić odbieranych fal elektromagnetycznych, czyli tzw. sygnały echowe;

    c) zakłócenia pochodzenia atmosferycznego i galaktycznego, a więc:

    — atmosferyczne, spowodowane przez wyładowania i opady atmosferyczne,

    — galaktyczne, pochodzące z promieniowania elektromagnetycznego galaktyk; zakłócenia te są znikomo małe wobec pozostałych, szczególnie w zakresach fal decymetrowych i dlatego w technice odbioru telewizyjnego są zazwyczaj pomijane.

    Sposoby powstawania niektórych z wyżej wymienionych sygnałów niepożądanych są dość skomplikowane i nie będziemy ich tu wyjaśniać, odsyłając Czytelnika do bardziej specjalistycznej literatury.

    Zakłócenia poszczególnych rodzajów pojawiają się na ekranie odbiornika w postaci charakterystycznych deseni.

    Na przykład:sygnały innych stacji TV pracujących w tym samym kanale widoczne są jako nałożone na siebie oddzielne obrazy, których na ogół nie można stabilnie zsynchronizować.

    Promieniowanie generatorów niemodulowanych objawia się w postaci prążków biegnących ukośnie w poprzek ekranu. Taka nieprawidłowość obrazu jest dość typowa i nazywa się ją morą.

    Zakłócenia spowodowane wyładowaniami iskrowymi są także odbiorcom dobrze znane: widać je w postaci czarnych kresek poziomych, pojawiających się na ekranie, gdy w pobliżu miejsca odbioru przejeżdża pojazd posiadający instalację zapłonową z niesprawnym urządzeniem przeciwzakłóceniowym.

    Z zakłóceniami radioelektrycznymi walczy się przede wszystkim przez ograniczenie poziomu sygnałów niepożądanych, promieniowanych przez urządzenia przemysłowe oraz sprzęt elektryczny i elektroniczny powszechnego użytku.
    W Polsce zagadnienia te reguluje norma PN-69/E-02031.
    W rozdziale 5 wykażemy, że skueczną bronią przeciw wielu rodzajom zakłóceń jest antena odbiorcza, która dzięki własnościom kierunkowym pozwala na zmniejszenie wpływu sygnałów niepożądanych, przychodzących z określonych kierunków. Tę właściwość anten odbiorczych nazywamy zdolnością dyskryminacji zakłócęń.

    Przy planowaniu sieci telewizyjnych najwięcej kłopotów sprawiają zakłócenia interferencyjne, często zachodzi bowiem konieczność przydzielenia tych samych kanałów różnym stacjom nawet w tym samym kraju.

    Wynika to stąd, że liczba stacji potrzebnych do umożliwienia odbioru programu TV ludności całego kraju jest znacznie większa aniżeli liczba kanałów.

    Aby stacje pracujące w tych samych, a nawet sąsiednich, kanałach nie zakłócały się, należy je projektować możliwie jak najdalej od siebie. Nie wystarcza, żeby odległość między tymi stacjami była niewiele większa od zasięgu optycznego, a to ze względu na wspomniane już w rozdz. 2.1 zasięgi sporadyczne, które, jak wykazały doświadczenia, są znacznie większe i występują o wiele częściej aniżeli zakładano początkowo. Jeżeli wziąć pod uwagę, że ochrona przeciwinterferencyjna musi oczywiście uwzględniać promieniowanie stacji w krajach sąsiednich, stanie się dla Czytelnika zrozumiałe, że projektowanie systemów telewizyjnych jest problemem skomplikowanym i trudnym, rozwiązywanym współcześnie przy zastosowaniu elektronicznych maszyn liczących.

    Rozwój sieci telewizyjnych zmusza do stosowania dodatkowych sposobów zmniejszania zakłóceń interferencyjnych jak:

    — krzyżowanie polaryzacji anten stacji zakłócających się,

    — zróżnicowanie częstotliwości nośnych wizji stacji pracujących w tych samych kanałach o krotność 1/12 częstotliwości wybierania linii. Jest to tzw. system z przesuwem częstotliwości (niekiedy zwany systemem ,,offset").

    3.3. Wartości graniczne natężenia pola. Wymagane wartości tosunku sygnału użytecznego do zakłóceń
    Według zaleceń CCIR wartości graniczne natężenia pola dla standardu OIRT w poszczególnych zakresach częstotliwości powinny być równe danym wyszczególnionym w tablicy 3-1.

    Sieci telewizyjne planuje się w taki sposób, aby obszary, w których natężenie pola jest większe lub równe wartości granicznej, podlegały ochronie przeciwinterferencyjnej. Wartości współczynnika ochronnego, jakie się przy tym zakłada, zależą m.in. od różnicy między częstotliwością sygnału zakłócającego a częstotliwością nośną wizji sygnału użytecznego. Przy odstępie częstotliwościowym równym zero współczynnik ochronny ma wartość największą, która dla systemu telewizyjnego stosowanego współcześnie w Polsce wynosi +48dB.

    Szczegółowe wymagania dotyczące wartości współczynnika ochronnego dla zakłóceń pochodzenia miejscowego ustala się osobno dla poszczególnych rodzajów sygnałów zakłócających.

    Na przykład: warunkiem odbioru wolnego od zakłóceń przemysłowych jest 100-krotnie (40 dB) większe natężenie pola sygnału użytecznego od natężenia pola sygnałów zakłócających.


    Tablica 3-1 Wartości graniczne natężenia pola

    Zakres częstotliwości; Wartość graniczna natężenia pola w uV/m; Wartość graniczna natężenia pola w dBu

    Z I-II; 250, (200) uV/m; +48, (+46)dBu

    Z III; 560, (280) uV/m; +55, (+49)dBu

    Z IV; 2240 uV/m; +67dBu

    Z V; 3980uV/m +72dBu

    Liczby w nawiasach dotyczą obszarów wiejskich o niewielkiej gęstości zaludnienia.



    Współczynnik ochronny dla sygnałów ciągłych, promieniowanych przez znajdujące się w pobliżu generatory wielkiej częstotliwości, zależy od różnicy między częstotliwością tych sygnałowów a częstotliwością nośną wizji sygnału użytecznego, przy czym, podobnie jak to ma miejsce w przypadku zakłóceń interferencyjnych, dla zerowego odstępu częstotliwościowego współczynnik ten powinien wynosić przynajmniej +50 dB.O maksymalnym dopuszczalnym poziomie sygnałów echowych mówić będziemy w rozdz. 5.3.


    3.4. Przeciętne zasięgi użyteczne w poszczególnych zakresach częstotliwości. Strefy odbioru telewizyjnego. Sieci TV główna i pomocnicza


    Jeżeli antena nadawcza charakteryzuje się kołową charakterystyką promieniowania w płaszczyźnie poziomej, a teren pofałdowany jest w takim samym stopniu dla wszystkich kierunków promieniowania, wówczas obszar zasięgu użytecznego stacji nadawczej ma kształt zbliżony do koła.

    Przyjmując, że skuteczna wysokość zawieszenia anteny nadawczej równa jest ok. 300 m (wartość typowa), a skuteczna moc promieniowana stacji wynosi przeciętnie: 100 kW w zakresach I—III i 1000 kW w zakresach IV—V oraz zakładając, że sieć TV jest tak zaprojektowana, że zakłócenia interferencyjne są znikomo małe, na podstawie danych w tablicy 3-1 i charakterystyk propagacyjnych CCIR można obliczyć przeciętne zasięgi użyteczna. Wyniki tych obliczeń dla poszczególnych zakresów przedstawiono w tablicy 3-2. Z przytoczonych danych wynika, że w cela pełnego pokrycia kraju obszarami zasięgów stacji TV w zakresach fal decymetrowych potrzeba znacznie więcej stacji nadawczych aniżeli w zakresach fal metrowych.





    Tablica 3-2Przeciętne zasięgi użyteczne nadawczych stacji telewizyjnych (przy założeniu braku zakłóceń interferencyjnych)

    Przeciętny zasięg użyteczny przy skutecznej moc promieniowana stacji TV dla Z I-II i Z III = lOOkW, dla Z IV i Z V = lOOOkW :

    --na obszarach nizinnych o niewielkim pofałdowaniu dla Z I-II =100km, dla Z III = 85km, dla Z IV = 65km, dla Z V = 55km,

    --na obszarach podgórskich i górskich dla Z I-II =85km, dla Z III =55km, dla Z IV = 35km, dla Z V =30km





    W obszarze zasięgu użytecznego stacji TV należy wyróżnić dwie charakterystyczne strefy, a mianowicie: strefę odbioru bliskiego i strefę odbioru dalekiego. Granice obu stref nie są ściśle sprecyzowane.

    W strefie odbioru bliskiego natężenie pola jest tak duże, że stwarza niebezpieczeństwo przesterowania odbiorników telewizyjnych. Można orientacyjnie przyjąć, że natężenie pola w tej strefie jest większe od 20 mV/m w zakresach I—III i od 100 mV/m w zakresach IV—V.

    Strefą odbioru dalekiego określać będziemy tereny przyległe do granicy zasięgu użytecznego, ale leżące wewnątrz obszaru tego zasiegu.
    Tereny leżące poza granicą zasięgu użytecznego wchodzą do strefy odbioru pozazasięgowego, gdzie liczba miejsc, w których można uzyskać dobrą jakość odbioru TV, określona jest bardzo małym prawdopodobieńsrwem przestrzenno-czasowym, znacznie mniejszym od 50% i stopniowo malejącym w miarę wzrostu odległości. W strefie tej liczba odbiorców programu wysyłanego przez stację, której zasięg rozpatrujemy, wyraźnie maleje.

    Odbiór w niewielkich i gęsto zaludnionych rejonach, leżących poza zasięgiem użytecznym stacji dużej mocy lub w szczególnie niekożystnych warunkach topograficznych w granicach zasięgu tej stacji można skutecznie poprawić za pomocą tzw. Telewizyjnej sieci pomocniczej czyli sieci stacji nadawczych o niewielkiej skutecznej mocy promieniowanej (od kilku do kilkuset watów), nazywanych telewizyjnymi stacjami retransmisyjnymi. Stacje te są wyposażone w specjalne urządzenia odbiorcze, odbierają sygnały najbliższej stacji dużej mocy a więc wchodzącej do tzw. sieci głównej, a następnie po przemianie częstotliwości i wzmocnieniu nadają je w innym, odpowiednio wybranym kanale częstotliwości.

    1 0