一、 電視信號及其場強
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/334301.htm眾所周知，電視信號是在42-860MHz範圍內的載波信號上，調製視頻信號和伴音信號。要分析這些信號特徵這是視頻分析和音頻分析的課題，但就其此信號強弱來說，是將電視信號的行同步信號電平作表徵，因行同步信號是脈衝式，故用峰值作為度量。
對於場強測量及場強儀作者已在另一篇文章中闡述，請參閱浩格網站www.szheg.com 中「場強測量及場強儀」。
這裡要著重說明的有兩點：
1、 場強是單位長度的天線在空中某點處感應電信號的大小，其單位是微伏/米（μV/m），而不是電壓或電平單位V、μV或dB μV、dBm。
2、 場強儀的組成是電平表（或頻譜儀）加上測試天線，而我國有線電視行業內所叫的場強儀一般都指的是電視信號電平表，是以峰值來度量。
二、 電視信號的測量
電視信號空中場強的測量原理，如作者在場強測量與場強儀一文中所述。測量方框如圖1所示，鑑於電視信號場強的特點，故電平表應該是電視信號電平表（即常稱的電視場強儀），天線應是在電視頻段範圍內的測量天線。場強值E由如下式（1）求出。
E=E r＋ K + Lf (dBμV/m) —--(1)
其中：
E為場強值(dBμV/m)
E r為電平表輸入埠電平值(dBμV)
K 為天線係數（dB）
Lf 為聯接電纜損耗值（dB）
圖1：電視信號空中場強測量示意圖
對於電視信號電平表來說，最好是除能測量電平外，還具有頻譜分析儀功能，可對要求的頻段範圍的信號進行全景掃描觀察，然後按遊標鎖定你需要的信號。然而空中的信號除電視信號外，還有很多別的信號 ，如通信信號、電臺信號等等無線電信號，我們的任務是要觀察電視信號，那麼這個儀器還應具備電視圖象顯示功能，一旦信號搜索鎖定，那麼可以同時看到圖象，這才真正搜索到此頻段內的所有電視信號，並同時測出它的場強，也可監測到 哪些是我們管轄的電視臺，是否有我們非管轄的電視臺出現。
對於天線來說，天線的頻率範圍應在46-860MHz，並給出天線係數K值。
這樣一來，場強儀便可由式（1）求出。不同天線生產廠家給出天線係數有正、負，用時請注意，如本文中安立公司為一K，國產900E為+K。
如果連接電纜為1～2米長，則可以忽略不計，這就是說所測得的場強是電平表讀數加上天線係數。 即E=E r+ K --- （2）
圖2、圖3是日本安立公司生產的天線，天線係數K分別為圖4、圖5，其中MP534A為半波振子型，MP666A為對數周期型。技術指標見表1。
圖2：MP534A半波振子天線 圖3：MP666A對數周期天線
圖4：MP534A天線係數K
圖5：MP666A天線係數K
圖6為國產900E天線，其中900EV為半波振子型，頻率為40～220MHz ；900EU為對數周期型，頻率為220～1000MHz。天線係數見圖7，技術指標見表1。
圖6：900E測量天線
圖7：900E天線係數K
表1
型號MP534AMP666A900EV900EU天線型式半波振子對數周期半波振子對數周期頻率範圍25～520MHz200～2000MHz46～220MHz220～1000 MHz阻抗50Ω50Ω50Ω/75Ω50Ω/75Ω連接型式N型N型N/BNCN/BNC駐波係數＜2＜2＜2．5＜2．5平均增益0 dB5 dB0 dB5 dB舉實例：
採用PRK3C+彩色電視圖象頻譜場強儀接上900E天線。PRK3C+開機後工作在頻譜分析狀態，顯示多個信號，我們可移動遊標，搜索到320.25MHz 處有信號，再將儀器置於電視接收狀態，收到圖象的同時也可以讀出電平數值。
設電平數值為68 dBμV
查圖7，橫軸在320.25MHz，縱軸的K值為9 dB
故場強為 E=68 dBuV+9 dB=77 dBμV/m
三、 場強測量中的幾個問題
1、 場強的測量精度
要測量空中場強，不言而喻是天線在空中某點處感應電信號，首先天線測量是有方向性的，因此必須旋轉天線取其最大值。
就其測試精度而言，主要誤差來源是儀器與天線。
一般來說，電平表的誤差為±（1～3）dB，我意見選在±1.5dB為宜，如果選±1dB的更好，但不能過分追求高的精度，因在測量過程中駐波對精度影響很大，小於1 dB的精度是很難的。有些廠家將誤差標到±1 dB以下，其實它是在特定測試設備下測試，並給予誤差修正後獲得，而在實際測試現場就不可能達到那個特定條件，因此實際測量誤差會增大。
天線係數誤差在±1dB以下。
這樣一來，電平表和天線兩者誤差在一起共為±2.5dB。實際上還有很多隨機的因素，特別是測量小信號時噪聲及其他幹擾很大。我認為場強測量誤差要求在3-4dB是合理的。
2、 場強測量的靈敏度
場強測量的一個重要問題是靈敏度，即要求場強儀能將空中所需的微弱信號測出來。如前述的場強儀來說，關鍵是電平表的靈敏度。因為無論是那種測量天線，一般都不可能作成高增益。對於空中的電視信號來說，我們也得有一個基本估計。一般來說，電視機能較好的收到圖像應在60 dBμV以上，能收到電視圖象在50 dBμV，如果在40 dBμV以下就難以收到了，30 dBμV就什麼都看不到了。這是說在電視機的輸入埠，如果有30 dBμV以下的信號就是沒有意義。由此可以得知，如果從空中場強搜索到電平表埠來的信號，在30 dBμV應該能測量。為保證測量無誤，因此我們應選擇電平表靈敏度為20 dBμV為宜。也許有人提出是否可以更高些呢，就目前來說，電視信號場強儀靈敏度一般都在20～30 dBμV，無線用的場強儀、頻譜分析儀的靈敏度可以在零點幾個微伏（即0 dBμV以下） ，但它不能顯示圖像，不能滿足我們擬定的測試項目。
3、 電視信號的空中管理
對於電視信號空中管理部門，要知道我自己轄區內，有哪些電視信號，它們的場強多大，是非常必要的，但要追求高的精度就不一定必要了。從這種意義上來說，一種最好的辦法是目前的電視場強儀加上測量天線；另一種辦法是電視場強儀加一般市面上用的室外電視接收天線。後者的天線沒有天線係數K，不能對儀器讀數進行修正，但它也可以搜索到所有電視信號，並可測到儀器埠的電平值，已看得出這些電視信號在某個地方或方位的強弱。 我們可以稱前者為定量測試，後者為定性測試。
四、 測量儀器的選擇
綜合上述，電視信號場強測量及空中管理有著它的特殊性，首先是要把信號搜索出來，並能識別它是電視信號，同時測量它的強度。筆者稱這種儀器叫電視圖像頻譜場強儀。具體怎麼選擇儀器和天線，首先是看你的要求，再則是考慮性價比，下面提出幾種方案。
1、 高精度型——PRK7 該儀器頻率為5～2050MHz、 動態範圍20～130dBμV、 精度±1dB。
2、 適用型——PRK3C+（彩色圖象）、PRK3+ 該儀器頻率為5～2050MHz、 動態範圍20～130dBμV、 精度±1.5dB。
3、 經濟型——MC377 該儀器頻率為5～2050MHz 、動態範圍20～130dBμV 、精度±3dB。
4、 最經濟型——EP303 該儀器頻率為46～860MHz 、動態範圍20～130dBμV 、精度±2.5dB。
對於天線的選擇已很明白了，要求高的選用日本安立公司生產的MP534A、MP666A，它適合配PRK7，獲得高精度測量。一般來說，選用國產900E即可。
綜合上述，作為一般電視信號空中管理測量，只要選擇其中任何一種儀器，配上天線，即可測量電視信號場強。
五、 自動化測量
上述的幾種方案，都是要在電平表上讀數，然後用天線係數進行修正。最好能將天線係數存在電平表中，自動進行修正，那麼測量即可立即讀出場強數值，其方案如圖8所示。
前述的PRK3C+、PRK3+、PRK7均有R232接口，在筆記本電腦中裝入浩格公司開發的HEG008自動測試軟體，即可將天線係數存入，在測量中自動修正，讀出場強dBμV/m，並可即時列印。
圖8 自動化測量場強示意圖
六、 高精度、高靈敏度的自動化測量
前述的測量方案是基於實用性提出來的，性價比都很好。對於要求高的管理部門來說，可以花較高的代價，尋求高的精度和高靈敏度，那就可以採用頻譜分析儀方案，如圖9所示。
圖9：高精度高靈敏度自動化測量方案
此方案是採用水平較高的頻譜分析儀，或CATV分析儀作為電平表， 如HP8591C或TEK2715 頻譜分析儀，它本身也是一個CATV分析儀，其靈敏度在1μV以下。天線也相應採用高精度，長期穩定性好的天線。在筆記本電腦中裝入HEG-009自動測試軟體，那麼可自動化、高精 度、實現在0dBμV測量電視信號場強。
電視信號場強儀測量及空中管理是一個較為複雜的課題，很多問題尚需進一步研究，請參閱本文的諸位來電與筆者討論。