Allion Labs / Jim Wang
現(xiàn)今電視不僅涵蓋了4K、8K、內(nèi)建語音助理及各類應用APP外，市面上還相繼出現(xiàn)了電視天線標榜著能接收160km（100英里）或193km（120英里）外的電視信號。電視五花八門的功能不僅造成消費者選擇上的困擾，也對天線的接收質(zhì)量是否達標產(chǎn)生了疑問。百佳泰擁有數(shù)十年的電視檢測驗證經(jīng)驗，深知電視天線的好壞優(yōu)劣，關乎收訊的能力與質(zhì)量，本篇文章將以美國的電視信號市場為例，以實際測試來驗證電視天線的收視距離。
影響電視信號收視距離有以下幾個因素：
- 電視塔的發(fā)射功率（TV Tower Transmitting Power）
- 電視天線的性能（TV Antenna Performance）
- 電視接收信號的靈敏度（TV Tuner Receiving Sensitivity）
- 電視信號的頻率（TV Signal Frequency）
圖1：電視塔發(fā)射信號到家庭的距離
According to FCC Online Table of Frequency Allocations (Revised on May 7, 2019)
- Digital TV RF Signal
- Channel 7 ~ 36
- Frequency 174 ~ 608MHz
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依照美國國土基礎設施基金會數(shù)據(jù)（Homeland Infrastructure Foundation-Level Data，HIFLD）的資料分析，目前美國的電視發(fā)射塔信息如下：
- TV Tower Transmitting Power
- Total 2,032 TV Transmitters in USA
圖2：美國電視信號發(fā)射塔分布
圖3：大多數(shù)電視信號發(fā)射塔的功率都小于100kW
其中，有196個電視塔分布在主要的城市周圍，發(fā)射功率都介于1kW ~ 10kW。
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電視信號傳輸距離計算
有了上述的數(shù)據(jù)概念后，我們要如何測量及推算出合理的傳輸距離呢?
依照已知的公式：電視信號接收距離=自由空間路徑損耗（TV Signal Receiving Distance = Free Space Path Loss）
- FL(dB)= Pt(dBm) -Pr(dBm)- Cr(dB)
FL: 自由空間路徑損耗（Free Space Path Loss）
Pt: 電視塔發(fā)射功率（TV Tower Transmitter Power）
Pr: 電視的接收靈敏度（TV Receiver Sensitivity）
Cr: 天線接收路徑損失（Receiver Antenna Path Loss）(PS:藉由實驗室環(huán)境設備量測出不同天線的Cr)
得知公式后，我們只需設定及測量好以下相關數(shù)據(jù)，便可推算出傳輸距離。
- Pt: 電視塔發(fā)射功率（TV Tower Transmitter Power）
- Pr: 電視的接收靈敏度（TV Receiver Sensitivity）
- Cr: 天線接收路徑損失（Receiver Antenna path loss）
- 電視信號頻率（TV Signal Frequency）
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百佳泰實實測電視信號給你看
我們針對不同性質(zhì)的電視天線，做了實際的測量實驗。
I. 測試環(huán)境架設：
圖4：Measuring antenna path loss from the receiver antenna to the R&S ETL
II. 測試所需設備：
在設定好I&II后，我們以四種常見的天線設備作為此次測試，同時量測出四組參考天線的天線接收路徑損失:
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III. 實驗數(shù)據(jù)
經(jīng)過實際的測量，在不同頻率下，天線接收路徑損失的相關數(shù)據(jù)也隨之變化:
| Channel | Frequency (MHz) | Maxview Omnimax (dB) | Outdoor Digital Antenna (dB) | Indoor Digital Antenna (dB) | Mobile Digital Antenna (dB) |
|---|---|---|---|---|---|
| 14 | 473 | 1 | 4.4 | 15 | 4 |
| 22 | 521 | 1 | 0.4 | 14 | 1.8 |
| 30 | 569 | 1.5 | 3.8 | 23 | 2.4 |
| 38 | 617 | 5.8 | -1.3 | 19.4 | 3.3 |
| 46 | 665 | 0 | -2 | 18 | 4 |
| 54 | 713 | -0.8 | -0.8 | 18 | 2.9 |
| 62 | 761 | 3.4 | -0.8 | 15.4 | 3.7 |
| 69 | 803 | 4 | 0 | 16 | 11.7 |
圖5：在Chamber中實際測量
緊接著我們通過公式轉(zhuǎn)換，最終可以獲得天線可以接收的距離。
| Channel | Frequency (MHz) | Maxview Omnimax (Mile) | Outdoor Digital Antenna (Mile) | Indoor Digital Antenna (Mile) | Mobile Digital Antenna (Mile) |
|---|---|---|---|---|---|
| 14 | 473 | 124.74 | 84.33 | 24.89 | 88.31 |
| 22 | 521 | 113.24 | 121.34 | 25.35 | 103.28 |
| 30 | 569 | 97.89 | 75.12 | 8.24 | 88.25 |
| 38 | 617 | 55.03 | 124.61 | 11.5 | 73.38 |
| 46 | 665 | 99.55 | 125.32 | 12.53 | 62.81 |
| 54 | 713 | 101.80 | 101.80 | 11.69 | 66.49 |
| 62 | 761 | 58.81 | 95.38 | 14.77 | 56.82 |
| 69 | 803 | 52.02 | 82.44 | 13.07 | 21.44 |
| Shortest Receiving Distance | 83.7km 52.02（miles） | 120.8km 75.12（miles） | 13.2km 8.24（miles） | 34.5km 21.44（miles） |
由上述的實驗中我們可證明在相同的條件下，戶外形天線表現(xiàn)最佳，所接收的傳輸距離最遠可達120km（75.12英里）；而室內(nèi)型天線接收的傳輸距離最短只有13.2km（8.24英里）。針對全球電視測試，百佳泰擁有數(shù)十年的經(jīng)驗，以大部分各國的電視頻道來看，高達85%左右的頻段都落在Ch14~Ch54，因此我們可結論挑選電視天線還是以戶外型或是球形天線為最佳的選擇。
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