【火腿快新闻】对调幅信号质量影响最大的是建筑物和其他城市结构造成的衰减

NRSC 发布调幅波段射频噪声研究详情 噪音水平在不同环境下保持一致，即使在巴尔的摩市中心也是如此 作者：尼克-兰根

国家无线电系统委员会的调幅改进工作组发布了一份研究报告，探讨了射频噪声对汽车调幅无线电接收的影响。

无线电世界》的读者会对这项研究的科学细节感兴趣。值得注意的是，道路上的射频噪声在不同的采样环境中往往没有差异。研究报告的作者表示，克服市中心建筑的信号衰减是一个更值得关注的问题。此外，研究发现调幅信号的场强预测往往不能反映等值线预测。

该小组的研究旨在让人们更好地了解在各种道路环境中，调幅无线电接收如何受到射频信号强度和噪声的影响。作者还提出了一些克服信号损失的建议。

研究人员使用基于计算机的软件定义无线电 (SDR) 进行了测量，记录了马里兰州三个 50 千瓦调幅信号以及三个安静频道，同时还记录了从农村地区到巴尔的摩市中心的行驶路线。

路线图从马里兰州日耳曼敦开始，到艾里山，然后向东驶向巴尔的摩。颜色表示五种一般环境类型。

约翰-基恩（John Kean）是卡维尔-默茨公司（Capitol Airspace Group 旗下公司）的高级工程师，也是本报告的作者，他得到了 Kintronic 实验室汤姆-金（Tom King）的协助。大卫-赫什伯格（David Hershberger）是前大陆电子公司的退休高级科学家，他负责 SDR 数据处理并参与了测试设计。

AIWG 支持这项研究，以了解目前道路上调幅信号的质量。亨利通信公司（Henry Communications）的所有者、该小组的主席布莱恩-亨利（Brian Henry）说，自 2006 年美国国家公共广播公司实验室（NPR Labs）对调幅（AM）音频质量进行审查并发布报告以来，此次测量被认为是同类研究中规模最大的一次。

测试细节

研究重点是五种环境类型的接收质量：农村、农村-郊区、郊区、城市和密集城市。基恩告诉《无线电世界》，这项研究旨在说明电线、交通信号和附近建筑物产生的射频噪声如何影响移动车辆的调幅信号接收。基恩和金走了一条从日耳曼敦到巴尔的摩市中心的路线，并于 2023 年 3 月收集了结果。

系统简图，使用阻抗缓冲单极天线和 RSPdx 软件定义接收器（蓝色）。所有来自汽车的直流电源都经过过滤，以尽量减少汽车的射频噪声。

使用阻抗缓冲单极天线和 RSPdx 软件定义接收器（蓝色）的系统简化图。所有来自汽车的直流电源都经过过滤，以尽量减少汽车的射频噪声。

安装在 King 越野车车顶上的垂直单极天线用于校准和全向信号接收。SDRplay RSPdx SDR 以 IQ WAV 文件的形式记录了整个调幅波段。

设备校准在弗吉尼亚州阿灵顿的哥伦比亚花园公墓进行，那里提供了一个低噪声环境。选择了三个频率（555 kHz、1075 kHz 和 1625 kHz），为测量调幅波段低、中、高频率的背景射频噪声提供开放通道，如下表所示。

呼号 城市 频率（千赫） 等级 功率（千瓦日） 天线模式

WCBM 马里兰州巴尔的摩 680 B 50 DA

WBAL 马里兰州巴尔的摩 1090 A 50 DA-N

WFED 华盛顿特区 1500 A 50 DA

Hershberger 对 SDR 数据文件进行了处理，以提取三个监测频道上的噪声级以及三个被测电台的场强。对于有兴趣将报告中的可听条件与客观数据进行比较的读者，我们提取了所有六个频率的音频，NRSC 计划很快将其发布到网上。

研究结果

基恩强调，与预期相反，即使在巴尔的摩市，道路上的调幅噪声水平也适中偏低。在无线电信道上观察到的可听噪声主要受到建筑密集区信号衰减的影响，这使得环境射频噪声显得更加严重。

因此，对调幅信号质量影响最大的是建筑物和其他城市结构造成的衰减。在巴尔的摩市中心，即使是 WBAL 和 WCBM 的强大信号也受到了严重影响。Kean 说，测量结果显示，这两个信号在不到一英里的范围内从高达 100 mV/m 下降到不足 1 mV/m。

在西巴尔的摩，WBAL（灰色）和 WCBM（绿色）的场强达到 100 mV/m，当车辆驶入巴尔的摩市中心不到一英里时，场强降至不到 1 mV/m（右侧）。WFED 的信号（红色）距离较远，相对较弱。

来自 AIWG AM 研究。在西巴尔的摩，WBAL（灰色）和 WCBM（绿色）的场强达到 100 mV/m，当车辆驶入巴尔的摩市中心时，场强降至不到 1 mV/m（右侧），距离不到一英里。WFED 的信号（红色）很远，而且相对较弱。

他说，这是电台的地波等值线图没有考虑到的问题，地波等值线图可能会高估真实世界的场强。他补充说，在农村地区，研究发现预测信号强度和实际信号强度之间存在差异，这可能是由于不准确的地面传导数据和地形影响造成的。

具体的噪声源，如巴尔的摩轻轨的架空电线，也被证明会对 AM 信号产生直接影响。其他架空电线和一些交通信号灯也会产生射频噪声，尽管这些情况持续时间很短。研究还发现，在调幅波段中，噪声水平在频率越高时越低。

建议

NRSC 明确表示，它的职责是传播本研究报告中的事实，并让广播界做出自己的结论。但综观该报告，无线电运营商应该考虑一些启示。

作者建议，电台所有者和工程师应鼓励汽车制造商增加 Kean 认为简单的功能，以处理调幅波段上的噪声脉冲。

“他说："噪声消隐器可以处理我们观察到的许多脉冲。

Kean 指出，无线电制造商将大部分精力集中在采用 DSP 技术来提高汽车的调频性能上，并指出一些汽车无线电芯片组已经具有 AM 噪声抑制功能，但却被禁用了。他认为，如果将同样的努力应用于调幅，就能提高声音的保真度。

他还说，由于房地产和运营成本的原因，一些知名度较高的调幅发射机不得不安装在较偏远的地点，而更近距离的发射机安装将有助于克服城市杂波损失。

最后，作者还提出了单频网络的可能性，即在信号损耗高的地区安装调幅增压发射机。基恩说，这种做法是近一个世纪前由调幅无线电开发和实施的。然而，据 Kean 称，直到最近十年，技术才克服了这些技术挑战。

FCC 于 2016 年就 SFN 开始征求意见。

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基恩和亨利建议，设计成功的助推器需要进行研究，以确保同步能最大限度地减少主发射机和助推器发射机覆盖区域之间的 “多径”。

基恩计划尽快进行实验室测量，以确定多径参数。下一步，他计划在城市地区设立一个小型测试发射机，并进行信号测量，以验证覆盖范围和多径参数。

基恩说，如果在大城市的测试取得成功，那么对于调幅运营商来说，单频网可能是一个很好的商业案例。

source: radioworld.com