nghiên cứu phương pháp tính toán để lựa chọn công suất phù hợp cho các hệ thống máy phát sóng trung công suất lớn

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN THẾ HÒA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐỂ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT PHÙ HỢP CHO CÁC HỆ THỐNG MÁY PHÁT SÓNG TRUNG CÔNG SUẤT LỚN Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2012 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. VŨ VĂN SAN Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luậ n văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông i MỤC LỤC Trang MỤC LỤC i MỞ ĐẦU 1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN PHÁT SÓNG CỦA VOV 5 1.1.Sơ đồ khối các hệ thống thiết bị kỹ thuật phát thanh tại Đài TNVN 5 1.2.Các phương thức phát sóng vô tuyến của VOV 5 1.5. Kết luận chương. 6 Chương 2 NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN ĐỂ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT PHÙ HỢP CHO MÁY PHÁT SÓNG TRUNG CÔNG SUẤT LỚN 6 2.1. Phổ tần số cho máy phát sóng trung 6 2.2. Truyền lan của sóng trung 7 2.6. Phương pháp tính cường độ trường 7 2.6.1. Tính cường độ trường sóng đất sóng trung khi môi trường truyền sóng là một loại đất 7 2.6.2. Tính cường độ trường sóng đất sóng trung khi truyền sóng qua nhiều loại đất 8 2.4. Độ cao anten 9 2.4.1 Giản đồ phương hương với độ cao anten 9 2.7.2. Phương pháp tính cường độ trường sóng trời 9 2.10. Kết luận chương 10 Chương 3- LỰA CHỌN CÔNG SUẤT PHÁT SÓNG PHÙ HỢP CHO CÁC MÁY PHÁT SÓNG TRUNG 500 KW Ở ĐÀI PSPT VN2 VÀO CÁC GIỜ BAN ĐÊM 11 ii 3.1 máy phát 11 3.1.4.Các chế độ chạy máy 11 3.2. Hệ thống anten – feeder và các thiết bị phụ trợ 12 3.2.1. Anten 12 3.3. Đặc điểm của truyền sóng của sóng trung công suất lớn vào các giờ ban đêm 12 3.3.1. Các vùng phủ sóng 13 3.3.3. Vùng phủ sóng của ba sóng đối nội ở đài VN2 khi dùng anten chống fading 15 3.3.4. Vùng phủ sóng của ba sóng đối nội ở đài VN2 khi giảm công suất 18 3.5. Kết luận chương 3 20 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 20 1 MỞ ĐẦU Kể từ ngày thành lập tới nay, trải qua hơn 60 năm hình thành và phát triển, Đài Tiếng Nói Việt Nam đã vượt qua vô vàn khó khăn, gian khổ hoàn thanh xuất sắc nhiệm vụ của mình là truyền tải những chủ trương, chính sách của Đảng, pháp luật của Nhà Nước, các thông tin kinh tế, văn hóa, xã hội, giải trí góp phần giáo dục, nâng cao dân trí, phục vụ đời sống tinh thần của nhân dân trong nước và bạn bè xa g ần trên thế giới. Trong dây truyền công nghệ phát thanh, hệ thống máy phát và anten-feeder là khâu cuối cùng, có chức năng truyền tải và bức xạ năng lương cao tần đã được điều chế âm tần của máy phát đến người nghe qua không gian tự do. Chi phí quản lý, khai thác hệ thống máy phát và anten- feeder sóng trung chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng chi phí thương xuyên của toàn Đài Tiếng nói Việt Nam. Tuy đã có nhiều nỗ lực, nhưng việ c quản lý, sử dụng và khai thác một dây chuyền các hệ thống máy phát và anten- feeder sóng trung đồ sộ và rộng lớn được lắp đặt ở nhiều đài phát sóng phát thanh khác nhau, nằm rải rác từ Bắc vào Nam, lại có sự đan xen giữa các hệ thống máy phát và 2 anten-feeder sóng trung cũ do lịch sử để lại và thiết bị mới được đầu tư, đôi chỗ vẩn chưa được thực sự đạt hiệu quả cao. Ngay cả đối nội với các hệ thống máy phát và anten- feeder sóng trung mới được đầu tư, việc khai thác và sử dụng đôi chỗ vẩn chưa hợp lý nên vẫn chưa đạt được hiệu quả cao nhất. Để có thể phát huy tối đa năng lực hoạt động của hệ thống máy phát và anten-feeder sóng trung, chúng ta cần rà soát nghiên cứu cụ thể hoạt động của toàn bộ hế thống nhất là máy phát cũng như từng bộ phận riêng biệt về công nghệ thiết bị để xây dựng các phương án phù hợp trong việc khai thác, sử dụng và phối hợp hoạt động của các hệ thống nhằm đạt hiệu qu ả cao nhất. Một phương án công nghệ thiết bị lựa chọn để sử dụng được coi là tối ưu không phải là phương án có chi phí thấp nhất mà đó là phương án hài hòa nhất về khía cạnh công nghệ, kỹ thuật và kinh tế để đạt được hiệu quả sử dụng cao nhất. Vì vậy, đề tài “ nghiên cứu, tính toán để lựa chọn công suất phát phù hợp cho các hệ thống máy phát sóng trung công suất l ớn” để đạt được hiệu quả phủ sóng cao nhất là việc làm hết sức cần thiết và cấp bách. 3 Để thực hiện được đề tài mục tiêu của nội dung nghiên cứu nhằm: - Nghiên cứu lý thuyết truyền lan của sóng trung về ban ngày và ban đêm, các yếu tố ảnh hưởng môi trường truyền sóng và kỹ thuật ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng phủ sóng của sóng trung. - Tính toán vùng phủ sóng của các máy phát sóng trung đối nội công suất 500kW, tần số 711, 783 và 873 kHz ở đài phát sóng phát thanh VN2 với các mức công suất khác nhau vào các giờ ban ngày và ban đêm. - Phân tích, lự a chọn và đưa ra mức công suất phù hợp với từng tần số 711, 783 và 873 kHz vào các giờ ban đêm nhăm nâng cao hiệu quả vùng phủ sóng và tiết kiệm kinh phí quản lý và khai thác. Tuy nhiên, do tính đa dạng, phong phú và phức tạp của hệ thống máy phát và anten và feeder sóng trung đồng thời với nhu cầu cấp thiết đặt ra, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu, tính toán lựa chọn công suất phù hợp vào các giờ ban đêm với ba sóng công suất lớn 500Kw phát thanh đối nộ i của đài phát thanh VN2. 4 - Khảo sát thực trạng các hệ thống máy phát và anten- feeder sóng trung công suất lớn 500kW tại đài phát sóng phát thanh VN2 phủ sóng các chương trình đối nội ở các tần số 711, 783 và 873 kHz. - Nghiên cứu về công nghệ kỹ thuật lựa chọn công suất và phân tích đặc điểm truyền lan sóng ở dải sóng trung, các yếu tố của môi trường truyền sóng và các thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến vùng phủ sóng. Phân biệt các đặc điểm chung và các đặ c điểm riêng của truyền lan sóng trung vào ban ngày và ban đêm. - Trên cơ sở lý thuyết truyền sóng đã nghiên cứu, lựa chọn các phần mềm tính phủ sóng để xác định vùng phủ sóng của sóng đất sóng trung cả ngày lẫn đêm, sóng trời sóng trung và vùng fading vào các giờ ban đêm với các mức công suất khác nhau. - Phân tích, so sánh và đánh giá vùng phủ sóng của từng tần số vào ban ngày và ban đêm, từ đó chọn mức công suất tối ưu đối vớ i từng máy phát đang khai thác ở đài phát sóng phát thanh VN2, đưa ra mức công suất phù hợp cho từng tần số của ba máy phát đang khai thác ở VN2 5 nhằm tiết kiệm kinh phí khai thác mà vẩn đảm bảo vùng phủ sóng vào các giờ ban đêm. Để hoàn thành được toàn bộ nội dung nghiên cứu, luận văn được bố cục như sau. Chương 1: Tổng quan về hệ thống truyền dẫn phát sóng của VOV Chương 2: Nghiên cứu, tính toán để lựa chon công suất phù hợp cho máy phát sóng trung công suất lớn Chương 3: Lựa chọn công suất phát phù hợp cho các máy phát sóng trung 500KW ở đài PSPT VN2 vào các giờ ban đêm Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN PHÁT SÓNG CỦA VOV 1.1. Sơ đồ khối các hệ thống thiết bị kỹ thuật phát thanh tại Đài TNVN Hiện nay, Đài TNVN đang sử dụng cả 3 phương thức phát sóng phát thanh truyền thống, phổ biến trên thế giới là phát thanh sóng trung AM, phát thanh sóng ngắn AM và phát thanh sóng cực ngắn FM là các phương thức phát sóng chính. Ngoài ra, Đài TNVN còn phát các chương trình phát thanh trên mạng Internet (VOVNews). 1.2.Các phương thức phát sóng vô tuyến của VOV 6 Các sóng bức xạ từ điểm phát có thể đến được các điểm thu theo những đường khác nhau. Các sóng truyền lan dọc theo bề mặt quả đất gọi là sóng đất hay sóng bề mặt; các sóng đi tới các lớp riêng biệt của tầng ion và phản xạ lại gọi là sóng điện ly hay sóng trời; và sóng không gian (gồm sóng trực tiếp và sóng phản xạ từ mặt đất) 1.5. Kết luận chương. Chương mở đầu của luận văn, em đi khảo sát, nghiên cứu tổng quan về hệ thống truyền dẫn và phát sóng ở Đài Tiếng Nói Việt Nam. Nghiên cứu tính chất và các đặc điểm của các loại phương thức truyền sóng đang phát ở VOV. Nghiên cứu môi trường truyền sóng vô tuyến, đặc biệt là tính chất và đặc điểm của tầng điền ly. Hiểu biết về tính chất và đặc điểm sự biến đổi của tầng điền ly theo thời gian, để đưa ra các loại phương thức truyền sóng nào cho phù hợp. Chương 2 NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN ĐỂ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT PHÙ HỢP CHO MÁY PHÁT SÓNG TRUNG CÔNG SUẤT LỚN 2.1. Phổ tần số cho máy phát sóng trung [...]... văn đề cập đến các vấn đề: Tổng quan về hệ thống truyền dẫn phát sóng của VOV; Nghiên cứu, tính toán để lựa chọn công suất phù hợp cho máy phát sóng trung công suất lớn; Lựa chọn công suất phát phù hợp cho các máy phát sóng trung 500KW ở đài PSPT VN2 vào các giờ ban đêm Nội dung chính của luận văn chủ yếu đi sâu vào nghiên cứu lý thuyết truyền lan của sóng trung về ban ngày và ban đêm, các yếu tố ảnh... hợp các loại phương thức phát sóng Nghiên cứu phương pháp tính cường độ điện trường sóng đất sóng trung khi môi 11 trường truyền sóng là một loại đất, hay nhiều loại đất Và phương pháp tính cường độ trường sóng trời của sóng trung Nghiên cứu độ cao anten, hệ thống đất của antenna sóng trung, độ dẫn điện và hằng số điện mội của đất Chương 3 LỰA CHỌN CÔNG SUẤT PHÁT SÓNG PHÙ HỢP CHO CÁC MÁY PHÁT SÓNG TRUNG. .. truyền sóng và kỹ thuật ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích vùng phủ sóng của sóng trung Nghiên cứu máy phát và thiết bị phụ trợ cho máy phát sóng trung Tính toán vùng phủ sóng của các máy phát sóng trung đối nội công suất 500kW, tần số 711, 783 và 873 kHz ở đài phát sóng phát thanh VN2 với các mức công suất khác nhau vào các giờ ban ngày và ban đêm Phân tích, lựa chọn và đưa ra mức công suất phù hợp với... và sóng trời Như vậy thời lượng phủ sóng bằng cả sóng đất và sóng trời là đáng kể so với thời lượng phát sóng hàng ngày Việc nghiên cứu, tính toán để lựa chọn công suất phù hợp cho cả ba máy phát nhằm tiết kiệm kinh phí quản lý và khai thác là việc làm cần thiết 3.3.1 Các vùng phủ sóng Khác với truyền sóng vào các giờ ban ngày sóng trung chỉ đơn thuần truyền sóng bằng sóng đất, vào các giờ ban đêm, sóng. .. 3 đến 4 tỉ VNĐ cho cả ba máy phát 500 kW ở đài PSPT VN2 Một mức chi phí không thể bỏ qua 3.5 Kết luận chương 3 Nội dung chương nghiên cứu về cấu hình máy phát sóng trung công suất lớn, thiết bị phụ trợ anten- feeder cho máy phát sóng trung Nghiên cứu đặc điểm truyền sóng của sóng trung công suất lớn vào các giờ ban đêm, khi sử dụng anten chống fading và giảm công suất phát từ 500KW xuống còn 200KW... Việc lựa chọn mức công suất cho các sóng về ban đêm đã được tính toán kỹ và khoa học, song cũng cần thiết thử nghiệm, kết hợp với do cường độ điện trường để có cơ sở thực tế cho quyết định về mức công suất cho khai thác lâu dài sau này 23 Tiến hành đo cường độ điện trường, thu và nghe thử sóng đất vào các giờ ban ngày ở nhiều nơi để xác định mức công suất phù hợp của từng máy phát của cả ba sóng 711,... PSPT VN2 VÀO CÁC GIỜ BAN ĐÊM Đài phát sóng phát thanh VN2 đang phát sóng 3 hệ chương trình đối nội là VOV1; VOV2 và VOV3 bằng ba máy phát sóng trung, mỗi sóng có công suất 500 kW, hệ thống anten-feeder và các thiết bị phụ trợ để phủ sóng các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long và một số tỉnh miền tây Nam Bộ Đài VN2 được chính thức đưa vào khai thác ngày 10 tháng 7 năm 1997 3.1 máy phát Mỗi máy phát 500kW đối... trường sóng đất sóng trung khi môi trường truyền sóng là một loại đất Cường độ trường sóng đất sóng trung được tính bằng công thức dưới đây E = k D p A( v m ) Trong đó: A là hệ số suy giảm E lá cường độ trường của sóng đất, tính bằng μv/m K là moment bức xạ 8 P công suất bức xạ của anten, đã tính đến tổn hao của toàn hệ thống, tính băng kW D là cự ly phủ sóng, tính bằng km A là hệ số suy giảm 2.6.2 Tính. .. với máy phát 1kW và khoảng cách 1km cho E như nhau Hệ số bổ chính ΔA có thể tra từ biểu đồ bức xạ ngang và đứng của anten phát được đặt trên mặt đất lý tưởng 2.10 Kết luận chương Chương hai, nghiên cứu các tính chất và đặc điểm của loại phát song trung Sóng trung phụ thuộc rất nhiều vào tính chất và đặc điểm biến đổi theo ngày đêm của tâng điện ly Nghiên cứu và phân tích các mức điện trường cho phù hợp. .. sóng trung truyền lan bằng cả sóng đất như ban ngày và còn truyền sóng bằng sóng trời Vì cùng lúc tồn tại cả hai phương thức truyền sóng vào các giờ ban đêm, vùng phủ sóng của cả đài phát sóng trung công suất lớn có tạo 14 ra ba vùng phủ sóng, đó là: Vùng phủ bằng sóng đất; vùng fading gần và vùng phủ bằng sóng trời - Vùng phủ bằng sóng đất: Là vùng ở gần anten phát Là nơi chỉ tồn tại sóng đất, sóng . nào cho phù hợp. Chương 2 NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN ĐỂ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT PHÙ HỢP CHO MÁY PHÁT SÓNG TRUNG CÔNG SUẤT LỚN 2.1. Phổ tần số cho máy phát sóng trung 7 Bảng 2.1. Băng tần trung. 2 NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN ĐỂ LỰA CHỌN CÔNG SUẤT PHÙ HỢP CHO MÁY PHÁT SÓNG TRUNG CÔNG SUẤT LỚN 6 2.1. Phổ tần số cho máy phát sóng trung 6 2.2. Truyền lan của sóng trung 7 2.6. Phương. suất phù hợp cho máy phát sóng trung công suất lớn Chương 3: Lựa chọn công suất phát phù hợp cho các máy phát sóng trung 500KW ở đài PSPT VN2 vào các giờ ban đêm Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ