原创 电视天线百里收讯的测试与验证

2019-11-4 16:11 761 7 7 分类: 测试测量
作者:百佳泰/Jim

现今电视不仅涵盖了4K、8K、内建语音助理及各类应用APP外,市面上还相继出现了电视天线标榜着能接收160km(100英里)或193km(120英里)外的电视信号。电视五花八门的功能不仅造成消费者选择上的困扰,也对天线的接收质量是否达标产生了疑问。百佳泰拥有数十年的电视检测验证经验,深知电视天线的好坏优劣,关乎收讯的能力与质量,本篇文章将以美国的电视信号市场为例,以实际测试来验证电视天线的收视距离。


影响电视信号收视距离有以下几个因素:

  • 电视塔的发射功率(TV Tower Transmitting Power)

  • 电视天线的性能(TV Antenna Performance)

  • 电视接收信号的灵敏度(TV Tuner Receiving Sensitivity)

  • 电视信号的频率(TV Signal Frequency)


图1:电视塔发射信号到家庭的距离

一般来说数字电视信号的工作频段为:

  • Digital TV UHF RF Signal

  • Channel 14 ~ 69

  • Frequency 470 ~806 MHz


依照美国国土基础设施基金会数据(Homeland Infrastructure Foundation-Level Data,HIFLD)的资料分析,目前美国的电视发射塔信息如下:

  • TV Tower Transmitting Power

  • Total 2,032 TV Transmitters in the USA


图2:美国电视信号发射塔分布

图3:大多数电视信号发射塔的功率都小于100kW

其中,有196个电视塔分布在主要的城市周围,发射功率都介于1kW ~ 10kW。

 

电视信号传输距离计算

有了上述的数据概念后,我们要如何测量及推算出合理的传输距离呢?

依照已知的公式:电视信号接收距离=自由空间路径损耗(TV Signal Receiving Distance = Free Space Path Loss)

  • FL(dB)= Pt(dBm) -Pr(dBm)- Cr(dB)

FL: 自由空间路径损耗(Free Space Path Loss)

Pt: 电视塔发射功率(TV Tower Transmitter Power)

Pr: 电视的接收灵敏度(TV Receiver Sensitivity)

Cr: 天线接收路径损失(Receiver Antenna Path Loss)(PS:藉由实验室环境设备量测出不同天线的Cr)


得知公式后,我们只需设定及测量好以下相关数据,便可推算出传输距离。

  • Pt: 电视塔发射功率(TV Tower Transmitter Power)

  • Pr: 电视的接收灵敏度(TV Receiver Sensitivity)

  • Cr: 天线接收路径损失(Receiver Antenna path loss)

  • 电视信号频率(TV Signal Frequency)

 

百佳泰实测电视信号给你看

我们针对不同性质的电视天线,做了实际的测量实验。

I. 测试环境架设:

图4:Measuring antenna path loss from the receiver antenna to the R&S ETL


II. 测试所需设备:

在设定好I&II后,我们以四种常见的天线设备作为此次测试,同时量测出四组参考天线的天线接收路径损失:

 

III. 实验数据

经过实际的测量,在不同频率下,天线接收路径损失的相关数据也随之变化:

图5:在Chamber中实际测量


紧接着我们通过公式转换,最终可以获得天线可以接收的距离。

由上述的实验中我们可证明在相同的条件下,户外形天线表现最佳,所接收的传输距离最远可达120km(75.12英里);而室内型天线接收的传输距离最短只有13.2km(8.24英里)。针对全球电视测试, 以大部分各国的电视频道来看,高达85%左右的频段都落在Ch14~Ch54,因此我们可结论挑选电视天线还是以户外型或是球形天线为最佳的选择。 

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