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當(dāng)線路匹配良好時(shí),儀表讀取的電平值是儀表輸入端口(一般50Ω或75Ω)所取得的射頻電壓Er(dBμv)。Er可用下式表示

Er=E+Ga+20lgle-Lf-6——-(1)

Er為儀表輸入口的讀取電平(dBμV);

E為電場強(qiáng)度(dBμV/m);

Ga為接收天線增益(dB)。如果采用半波長偶極天線時(shí)Ga=0dB;

le為接收天線有效長度(λ/π);

Lf為接收饋線損耗(dB);

6為從終接值換算開放口的校正值(dB)。

而電場強(qiáng)度E(dBμV/m)則可從(1)式求出,即:

E =Er-Ga-20lgle+Lf+6——-(2)

現(xiàn)舉實(shí)例具體說明:設(shè)測試頻率228.25MHz(λ=1.31m)

則20lgλ/π=20lg1.31/π≈-7.6dB;

接收天線為半波長偶極天線,Ga=0dB;Lf選用衰減10dB/100m型電纜,實(shí)用長度10m時(shí)衰減為1dB;儀表指示電平為15dBμV。

將上列數(shù)據(jù)代入(2)式時(shí),即得E =Er-Ga-20lgle+Lf+6

=15-0-(-7.6)+1+6

=15+7.6+1+6

=29.6dBμV/m

就市面上的場強(qiáng)來看,它們也是將電平表的技術(shù)指標(biāo)與天線分開。如日本安立公司ML524場強(qiáng)儀主機(jī)就是按一個(gè)電平表給出技術(shù)指標(biāo),頻率范圍、靈敏度、電平測量范圍、電平測試精度,而天線MP534A、MP666A作為選件,按頻段給出技術(shù)指標(biāo)和天線系數(shù)。目前國內(nèi)無線領(lǐng)域常用的韓國生產(chǎn)的PTK3201場強(qiáng)儀,它也是按電平表給出指標(biāo),頻率范圍0.1~2000MHz,靈敏度0.3mV等都是以儀器輸入端口給定,有一根鞭裝天線,沒有天線系數(shù),只能定性地測量信號場強(qiáng)大小,如果要測定dBμV/m 場強(qiáng),則要選配測量天線。

由此可見,電平和場強(qiáng)、電平表和場強(qiáng)儀是有很大區(qū)別的�？墒窃谝恍﹫龊铣１换煜�了,特別是在我國有線電視行業(yè)范圍內(nèi),有線電視信號是測量同步頭的電平來量度,以dBμV作單位,本應(yīng)該叫做電視信號電平表,或電平表,然而從中國搞公用天線開始,不知怎么都叫它做場強(qiáng)儀。世界上最早的有線電視場強(qiáng)儀是日本利達(dá)公司生產(chǎn)的LFC944,利達(dá)原文是電視信號電平表,從那時(shí)起很多人把它稱作場強(qiáng)儀,筆者曾多次在CATV行業(yè)內(nèi)提出應(yīng)該稱作電平表,也許是稱呼人太多,至今仍叫場強(qiáng)儀,甚至外國人在中國交流時(shí)也只好認(rèn)可這一稱呼,那只有以誤就誤了。關(guān)于有線電視范圍內(nèi)"誤稱"的場強(qiáng)儀,筆者已將它分類為電視場強(qiáng)儀、電視頻譜圖像場強(qiáng)儀、CATV分析儀、頻譜分析儀已得到同行和專家們認(rèn)可,這里不詳述。

就場強(qiáng)儀來說,它與天線關(guān)系非常密切,如果要求一定的測量精度,那么從式(1)就知,它直接與天線增益Ga有關(guān),再則是天線的工作頻率范圍有關(guān),這是最起碼的要求,因此不能說隨便找一根天線接在電平表上就行了。故在實(shí)踐中,這種天線稱之為測試天線,它有嚴(yán)格技術(shù)指標(biāo),如頻率范圍,天線增益以及阻抗、駐波比、前后比等等。為適應(yīng)它的頻率范圍其形狀大有區(qū)別,有鞭壯天線,半波振子天線,對數(shù)周期天線,環(huán)行天線等。要求高的測試天線,價(jià)格也相當(dāng)高,如日本安立的測試天線大概是主機(jī)的1/4。

以前場強(qiáng)儀總是將天線配套供給,即是說一臺場強(qiáng)儀必然是主機(jī)(電平表)配天線。隨著電子技術(shù)和電子測量技術(shù)的發(fā)展,特別是20世紀(jì)80年代以來,頻譜分析儀大量使用,單一的場強(qiáng)儀就越來越少了,甚至單一的電平表也都越來越少了(除非專業(yè)性很強(qiáng)的用途),因?yàn)樗�的功能可以用頻譜儀代理替。從原理上來說頻譜儀、電平表、場強(qiáng)儀(主機(jī))基本原理方框是一樣的。頻譜儀本身就是測量頻譜范圍內(nèi)的信號電平,如果用"零跨導(dǎo)"則就是一個(gè)選頻電平表。如果加上標(biāo)準(zhǔn)測試天線在頻譜儀上不就是可測量場強(qiáng)了嗎!比較好的頻譜儀,它可以將天線系數(shù)存在機(jī)內(nèi),使用時(shí)直接顯示場強(qiáng)數(shù)值μV/m。如安捷倫公司、安立公司頻譜儀大都有天線系數(shù)存儲(chǔ)功能。

就日本安立公司而言,80年代生產(chǎn)的場強(qiáng)儀ML518、HM650、MH649銷量較大,中國也買不少,80年代末生產(chǎn)的ML521/214系列的場強(qiáng)儀銷量顯著下降,因?yàn)樗�與此同時(shí)生產(chǎn)了頻譜分析儀MS610、MS2601等,而場強(qiáng)儀、頻譜儀都可用同樣的天線MP534、MP651、MP663等測量場強(qiáng)。它們指標(biāo)差不多,價(jià)格也差不多。用戶當(dāng)然選用功能強(qiáng)大的頻譜儀。就我國產(chǎn)的場強(qiáng)儀來說也很少生產(chǎn),其主要原因也是由于頻譜儀代替。

頻譜儀

用頻譜儀加上測試天線可以測量場強(qiáng),當(dāng)頻譜儀可以存天線系數(shù)的,那么可以直接顯示μV/m單位場強(qiáng)。如果不可存天線系數(shù)頻譜儀,則需要按前述的式(2)代入天線系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。如果用沒有天線系數(shù)的一般接收信號用的天線,那么只能在空間測量場強(qiáng)的強(qiáng)弱,而不能得出場強(qiáng)μV/m量值,即只能作定性測試分析,不可作定量測試分析。

綜合上述,在場強(qiáng)測量中,它取得的結(jié)果應(yīng)是μV/m為單位,而由于電子技術(shù)和電子測量技術(shù)的發(fā)展單一功能的場強(qiáng)儀已很少,最常使用頻譜分析儀,較嚴(yán)格的測量時(shí)還應(yīng)選擇測試用天線。

2、場強(qiáng)儀不僅要測量圖像載波電平,還要測量調(diào)頻聲音廣播信號載波電平,因此,所用信號電平應(yīng)包括聲音載波電平和圖像載波電平。聲音載波電平定義為,在75 Ω終端上無調(diào)制聲音載波電壓的有效值,以dBμV來表示。圖像載波電平定義為,在75 Ω終端上調(diào)制包絡(luò)峰處(同步頭)的圖像載波電壓的有效值,以dBμV來表示。所以,圖像載波電平的測量檢波器應(yīng)為峰值檢波器,使用時(shí)要注意。

3、使用環(huán)境溫度。北方的隆冬要注意采取保溫措施,盛夏的南方要盡量避免將儀器直接置于日曬之下,否則讀數(shù)誤差將會(huì)大大超過技術(shù)指標(biāo)的范圍。

4、使用場強(qiáng)儀要經(jīng)常移動(dòng),注意不要碰撞,以免損壞儀器的外殼和降俯準(zhǔn)確度。

5、場強(qiáng)儀一定要進(jìn)行周期計(jì)量或與經(jīng)過專門計(jì)量過的場強(qiáng)儀進(jìn)行對比校驗(yàn),以免儀器不準(zhǔn)確得出誤判。