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摘 要：目前，安徽省地市级的无线电监测网均已承担起所属辖区内的电磁环境监测，随着城市的快速发展，有必要对各监测站点的监测覆盖能力和测向精度进行实测评估。文章按照安徽省无线电监测站制定的《全省无线电监测网覆盖能力评估测试方案》要求，阐述了实施测试方案的具体操作思路，同时也提出了目前铜陵站点监测网存在的不足和建议。
关键词：测试方法；理论计算预估；覆盖率；覆盖评价
1、地理地貌特征
铜陵市位于安徽省南部、长江下游南岸，在东经117°42′00″～118°10′6″、北纬30°45′12″～31°07′56″之间，面积1113km2（其中市区面积280km2）。其地貌特征为丘陵地带，东南山脉绵延，山体海拔110m至500m左右不等，西北面为沿江无遮挡洼地。市区地势由东南向西北倾斜，形成宽约5公里，长20公里的带状地形。
2、测试方法
2.1监测设备构成：主要为固定监测站、遥控站和小型站对发射源信号进行监测和测向。铜陵站点无线电监测网包括一个固定站（测向）、一个小型站（兼搬移站，无测向功能）和一辆移动监测车。监测网络硬件组成如图1所示。
2.2站点地理位置：固定站位于铜陵市义安大道北段铜讯大厦楼顶（东经117°48′44.3″；北纬30°56′4.2″），处于市区中心位置，天线距离地面高度为65m。小型站位于铜陵市经济开发区天山大道北段荷花园大酒店楼顶（东经117°50′42″；北纬30°58′8.4″），天线距离地面高度45m，其地理位置处于铜陵的东部区域，周围地势较为平坦，是固定站向东面监测的延伸。
2.3站点设施配置：固定站是采用中星世通公司生产的双极化单通道监测与测向系统，型号为CS-805AH。监测天线采用垂直极化无源倒锥天线（频段范围20-500MHz），测向天线采用偶极子无源垂直极化天线（频段范围30-200MHz）和有源垂直极化天线（频段范围200-3000MHz），以符合发射源的要求。小型站采用成都华日公司生产的垂直极化单通道的监测小型站，不具备测向功能，型号为HR-41SG。监测天线采用垂直极化双锥天线（频段范围20-1300MHz）。
2.4信号源配置：
⑴模拟对讲机电台：功率2W、频率150MHz；
⑵车载台电台：功率20W、频率450MHz；
⑶发射天线：150MHz鞭状天线（天线增益-2dB）、450MHz吸盘天线（天线增益3.15dB）各一支；
⑷移动监测车GPS：用于记录发射点经纬度坐标；
⑸交流变直流电源：用于20W电台信号源功率稳定输出。
2.5测试步骤
（1）以固定监测站（小型站）为中心，以正北为0°基准，在其周围选取间隔不大于45°的方位作为信号源发射点，测试点不少于8个方位且等间隔均匀分布。在具体选点时，可根据实际地形，补充若干测试点，以提高测量精度及最大化的反映固定监测站（小型站）的覆盖能力。
（2）在测试点分别用功率为2W（150MHz）信号源和20W（450MHz）信号源进行发射，发射天线高度离地2m，用固定监测站（小型站）进行监测，调整发射点距离，使得固定监测站（小型站）接收信号幅度为高于背景噪声10dB左右，此时记录测试点的经纬度、固定监测站（小型站）所测示向度、背景噪声电平和接收电平等参数，每个点测试4次，填写《无线电监测网覆盖能力评估测试表》。
（3）示向度偏差计算：示向度的值是固定监测站测试某一位置信号源发射时測向所记录的值，然后将该位置的GPS坐标和固定监测站站址的GPS坐标由球面坐标系转换为平面坐标系，用公式计算这两个坐标相对于正北的夹角（即理论示向度），所测示向度和理论示向度两者相减求得示向度偏差。来反映测向精度。
（4）疏理监测数据和绘制覆盖曲线图：在电子地图标注测试点的经纬度位罝，用直线连结各点，A点为固定监测站或小型站标记，圆形图为无线电监测覆盖曲线图。
绘制的固定监测站（2W信号源）覆盖曲线图如图2所示：
3、监测覆盖范围的理论模型计算预估
3.1理论计算：根据铜陵市地貌特征，采用奥村-海特模型的基本传播路径损耗公式计算传播损耗（Lb），从而计算监测站理论覆盖距离（d）：
Lb=69.55+26.16Lgf-13.82Lghb-a（hm）+（44.9-6.55Lghb）Lgd-K①
式中：f为信号源频率；hb为监测天线距离地面高度；hm为信号源天线距离地面高度；d为固定监测站与信号源间的距离（监测覆盖半径）； a（hm） 是与信号源有关的修正因子，当hm接近1.5m时a（hm）值可忽略；K用于小型城市郊区和开阔地的校正因子，市区可忽略。该模型适用范围：150MHz≤f≤1500 MHz；30m≤hb≤200m；1m≤hm≤10m；1km≤d≤20km。
⑴对于20W、450MHz车载台信号源：按照方案要求，固定站监测系统灵敏度Pr（dBm）为背景噪声电平均值Pr（dBuv）+10dB-107，固定站监测天线接收的信号电平为Er=P+Gt-Lb，（式中P为信号源发射功率，Gt为信号源天线增益，Lb为①式中传播损耗）。当Er=Pr时，有：
P+Gt-Lb=Pr（dBuv）+10-107②
（将P=20W=43dBm，Gt为信号源天线增益3.15dB，Pr（dBuv） 约为-10dBuv，f为450MHz，hb为65m带入①式和②式，得d约为15（km）；
⑵同理，对于2W、150MHz对讲机信号源：
将P=2W=33dBm，Gt为信号源天线增益-2dB，Pr（dBuv） 约为3.8 dBuv，f为150MHz，hb为65m带入①式和②式，得d约为4.9（km） ； 3.2对于上述测试步骤测试点的选择可依据理论计算值，结合城市地理环境，预选参考测试点，再根据实测情况进行距离方位的调整，可提高测试工作的效率。
4、覆盖评价分析
4.1对于20W、450M发射源：就固定站而言，最远点17.1km，最近点5.2km，这主要是东南山体遮挡所致。由于西北方向地势较为平坦，因此可全覆盖。其余虽有部分山体遮挡，但发射源离山体较远，故覆盖距离均在10km至14km之间。与理论模型计算预估基本吻合。由图3可知，对20W、450MHz信号源而言，固定监测站其覆盖能力较为理想，测向精度基本正常。然而固定监测站和小型站存在过多的交集，如图3所示（蓝线为固定监测站监测覆盖曲线图，红线为小型站监测覆盖曲线图）。说明对较大信号而言，小型站需要移址。
4.2对于2W、150M信号源，就固定站而言，最远点距固定站直线距离2.5km，最近点1.3km由于固定站处于市中心附近高楼较多和部分山体遮挡，造成覆盖距离远近不等，接受电平高于背景噪声10dB基本上没有富裕量，测向精度基本正常，其覆盖范围是以固定站为中心半径约2km左右的不规则图形内。而小型站地处市区的东北部，城市建设正朝着该区域发展。目前周围高楼相对不多，地势平坦，最远点距小型站站址直线距离3.9km，最近点为1.6km，覆盖半径在2.5km左右，效果优于固定站，对于监测该区域小功率发射源，是固定站不能取代的，固定站和小型站没有交集。
5、存在不足和建议
根据工信部无线电管理局2010年出台的《省级无线电管理“十二五”规划技术设施建设指导意见》，平原三类城市城区固定监测网对EIRP 3W以上的典型发射源监测区域要达到65%以上的覆盖率要求。目前对2W、150M信号源测试，其覆盖率仅能达到10%左右（这里覆盖率是指固定站和小型站监测覆盖区域和市区面积的比值），存在较大的監测盲区。对低功率尤其是微功率信号的监测能力严重不足。建议对于一般中小城市而言，450MHz（20W）电台由于其发射功率较大，架设在市区的固定站和遥控站基本可覆盖城市市区，架设在县区的小型站可覆盖所在县区的整个郊县城区。说明对于此类发射电台的监测，一般只需在城市城区和郊县城区各建设-个固定站即可，而对于小功率发射电台的监测，要实行较好的覆盖，则需要加设小型站采用较大网格组建监测网络。
结束语
通过对监测站覆盖能力的测试，使我们的无线电监测工作做到了胸中有数，为下一步完善监测网的合理规划提供依据，使之与城市发展相适应，形成一个经过优化的监测网络，以增强全省无线电监测网的监测能力。
参考文献
1. 安徽省无线电监测站《安徽省无线电监测网监测覆盖能力评估测试总结》（2013年12月）.
2. 人民邮电出版社《移动通信系统》（1991年）.
3. 工信部无线电管理局《省级无线电管理“十二五”规划技术设施建设指导意见》（2010年）.
作者简介：李泽千（1957-），汉族，籍贯：湖南长沙，研究方向：无线电监测技术应用。
关键词：测试方法；理论计算预估；覆盖率；覆盖评价
1、地理地貌特征
铜陵市位于安徽省南部、长江下游南岸，在东经117°42′00″～118°10′6″、北纬30°45′12″～31°07′56″之间，面积1113km2（其中市区面积280km2）。其地貌特征为丘陵地带，东南山脉绵延，山体海拔110m至500m左右不等，西北面为沿江无遮挡洼地。市区地势由东南向西北倾斜，形成宽约5公里，长20公里的带状地形。
2、测试方法
2.1监测设备构成：主要为固定监测站、遥控站和小型站对发射源信号进行监测和测向。铜陵站点无线电监测网包括一个固定站（测向）、一个小型站（兼搬移站，无测向功能）和一辆移动监测车。监测网络硬件组成如图1所示。
2.2站点地理位置：固定站位于铜陵市义安大道北段铜讯大厦楼顶（东经117°48′44.3″；北纬30°56′4.2″），处于市区中心位置，天线距离地面高度为65m。小型站位于铜陵市经济开发区天山大道北段荷花园大酒店楼顶（东经117°50′42″；北纬30°58′8.4″），天线距离地面高度45m，其地理位置处于铜陵的东部区域，周围地势较为平坦，是固定站向东面监测的延伸。
2.3站点设施配置：固定站是采用中星世通公司生产的双极化单通道监测与测向系统，型号为CS-805AH。监测天线采用垂直极化无源倒锥天线（频段范围20-500MHz），测向天线采用偶极子无源垂直极化天线（频段范围30-200MHz）和有源垂直极化天线（频段范围200-3000MHz），以符合发射源的要求。小型站采用成都华日公司生产的垂直极化单通道的监测小型站，不具备测向功能，型号为HR-41SG。监测天线采用垂直极化双锥天线（频段范围20-1300MHz）。
2.4信号源配置：
⑴模拟对讲机电台：功率2W、频率150MHz；
⑵车载台电台：功率20W、频率450MHz；
⑶发射天线：150MHz鞭状天线（天线增益-2dB）、450MHz吸盘天线（天线增益3.15dB）各一支；
⑷移动监测车GPS：用于记录发射点经纬度坐标；
⑸交流变直流电源：用于20W电台信号源功率稳定输出。
2.5测试步骤
（1）以固定监测站（小型站）为中心，以正北为0°基准，在其周围选取间隔不大于45°的方位作为信号源发射点，测试点不少于8个方位且等间隔均匀分布。在具体选点时，可根据实际地形，补充若干测试点，以提高测量精度及最大化的反映固定监测站（小型站）的覆盖能力。
（2）在测试点分别用功率为2W（150MHz）信号源和20W（450MHz）信号源进行发射，发射天线高度离地2m，用固定监测站（小型站）进行监测，调整发射点距离，使得固定监测站（小型站）接收信号幅度为高于背景噪声10dB左右，此时记录测试点的经纬度、固定监测站（小型站）所测示向度、背景噪声电平和接收电平等参数，每个点测试4次，填写《无线电监测网覆盖能力评估测试表》。
（3）示向度偏差计算：示向度的值是固定监测站测试某一位置信号源发射时測向所记录的值，然后将该位置的GPS坐标和固定监测站站址的GPS坐标由球面坐标系转换为平面坐标系，用公式计算这两个坐标相对于正北的夹角（即理论示向度），所测示向度和理论示向度两者相减求得示向度偏差。来反映测向精度。
（4）疏理监测数据和绘制覆盖曲线图：在电子地图标注测试点的经纬度位罝，用直线连结各点，A点为固定监测站或小型站标记，圆形图为无线电监测覆盖曲线图。
绘制的固定监测站（2W信号源）覆盖曲线图如图2所示：
3、监测覆盖范围的理论模型计算预估
3.1理论计算：根据铜陵市地貌特征，采用奥村-海特模型的基本传播路径损耗公式计算传播损耗（Lb），从而计算监测站理论覆盖距离（d）：
Lb=69.55+26.16Lgf-13.82Lghb-a（hm）+（44.9-6.55Lghb）Lgd-K①
式中：f为信号源频率；hb为监测天线距离地面高度；hm为信号源天线距离地面高度；d为固定监测站与信号源间的距离（监测覆盖半径）； a（hm） 是与信号源有关的修正因子，当hm接近1.5m时a（hm）值可忽略；K用于小型城市郊区和开阔地的校正因子，市区可忽略。该模型适用范围：150MHz≤f≤1500 MHz；30m≤hb≤200m；1m≤hm≤10m；1km≤d≤20km。
⑴对于20W、450MHz车载台信号源：按照方案要求，固定站监测系统灵敏度Pr（dBm）为背景噪声电平均值Pr（dBuv）+10dB-107，固定站监测天线接收的信号电平为Er=P+Gt-Lb，（式中P为信号源发射功率，Gt为信号源天线增益，Lb为①式中传播损耗）。当Er=Pr时，有：
P+Gt-Lb=Pr（dBuv）+10-107②
（将P=20W=43dBm，Gt为信号源天线增益3.15dB，Pr（dBuv） 约为-10dBuv，f为450MHz，hb为65m带入①式和②式，得d约为15（km）；
⑵同理，对于2W、150MHz对讲机信号源：
将P=2W=33dBm，Gt为信号源天线增益-2dB，Pr（dBuv） 约为3.8 dBuv，f为150MHz，hb为65m带入①式和②式，得d约为4.9（km） ； 3.2对于上述测试步骤测试点的选择可依据理论计算值，结合城市地理环境，预选参考测试点，再根据实测情况进行距离方位的调整，可提高测试工作的效率。
4、覆盖评价分析
4.1对于20W、450M发射源：就固定站而言，最远点17.1km，最近点5.2km，这主要是东南山体遮挡所致。由于西北方向地势较为平坦，因此可全覆盖。其余虽有部分山体遮挡，但发射源离山体较远，故覆盖距离均在10km至14km之间。与理论模型计算预估基本吻合。由图3可知，对20W、450MHz信号源而言，固定监测站其覆盖能力较为理想，测向精度基本正常。然而固定监测站和小型站存在过多的交集，如图3所示（蓝线为固定监测站监测覆盖曲线图，红线为小型站监测覆盖曲线图）。说明对较大信号而言，小型站需要移址。
4.2对于2W、150M信号源，就固定站而言，最远点距固定站直线距离2.5km，最近点1.3km由于固定站处于市中心附近高楼较多和部分山体遮挡，造成覆盖距离远近不等，接受电平高于背景噪声10dB基本上没有富裕量，测向精度基本正常，其覆盖范围是以固定站为中心半径约2km左右的不规则图形内。而小型站地处市区的东北部，城市建设正朝着该区域发展。目前周围高楼相对不多，地势平坦，最远点距小型站站址直线距离3.9km，最近点为1.6km，覆盖半径在2.5km左右，效果优于固定站，对于监测该区域小功率发射源，是固定站不能取代的，固定站和小型站没有交集。
5、存在不足和建议
根据工信部无线电管理局2010年出台的《省级无线电管理“十二五”规划技术设施建设指导意见》，平原三类城市城区固定监测网对EIRP 3W以上的典型发射源监测区域要达到65%以上的覆盖率要求。目前对2W、150M信号源测试，其覆盖率仅能达到10%左右（这里覆盖率是指固定站和小型站监测覆盖区域和市区面积的比值），存在较大的監测盲区。对低功率尤其是微功率信号的监测能力严重不足。建议对于一般中小城市而言，450MHz（20W）电台由于其发射功率较大，架设在市区的固定站和遥控站基本可覆盖城市市区，架设在县区的小型站可覆盖所在县区的整个郊县城区。说明对于此类发射电台的监测，一般只需在城市城区和郊县城区各建设-个固定站即可，而对于小功率发射电台的监测，要实行较好的覆盖，则需要加设小型站采用较大网格组建监测网络。
结束语
通过对监测站覆盖能力的测试，使我们的无线电监测工作做到了胸中有数，为下一步完善监测网的合理规划提供依据，使之与城市发展相适应，形成一个经过优化的监测网络，以增强全省无线电监测网的监测能力。
参考文献
1. 安徽省无线电监测站《安徽省无线电监测网监测覆盖能力评估测试总结》（2013年12月）.
2. 人民邮电出版社《移动通信系统》（1991年）.
3. 工信部无线电管理局《省级无线电管理“十二五”规划技术设施建设指导意见》（2010年）.
作者简介：李泽千（1957-），汉族，籍贯：湖南长沙，研究方向：无线电监测技术应用。