De grootte van het verzorgingsgebied hangt af van de volgende factoren:

Het verzorgingsgebied van een zender is gedefinieerd als het gebied waarin met een kans van 50% een vastgestelde verzorgingsnorm wordt overschreden, uitgaande van een standaardontvanginstallatie [4]. De belangrijkste normen zijn:

De protectieverhouding plus de signaalsterkte van een storende zender, gedurende kleine percentages van de tijd, wordt de beschermde veldsterkte (E_bi) genoemd. De signaalsterkte kan hierbij fluctuerend of stabiel zijn.

Indien er meerdere storende zenders zijn, dienen de beschermde veldsterkten van deze zenders samen in beschouwing genomen te worden. Deze gezamenlijke veldsterkte wordt de bruikbare veldsterkte (E_u of `usable fieldstrength') genoemd. Er zijn twee gangbare methoden om de verschillende beschermde veldsterkten op te tellen:

In [9], [10] worden beide methoden nader uitgewerkt.

Met behulp van bovenstaande begrippen kan het verzorgingsgebied nu gedefinieerd worden als het gebied waarin de veldsterkte van de gewenste zender (E_d of `desired fieldstrength`) groter of gelijk is aan zowel de bruikbare veldsterkte als aan de vereiste minimumveldsterkte:

E_d ³ E_u (1a)

Deze minimumveldsterkte- en protectieverhouding-criteria zijn terug te vinden in [11].

RADIOPROPAGATIE

Of aan de genoemde verzorgingsnormen (1) wordt voldaan hangt af van de sterkte van de ontvangen signalen. Derhalve geven we hier een korte beschouwing over radiopropagatie in de FM-band.

In de buurt van de zender neemt het ontvangen signaalvermogen P_r af met de afstand d volgens de evenredigheid P_r :: d^-2 (vrije-ruimte demping), of voluit,

P_r = P_t g_r g_t (l/4pd)²

waarin l de golflengte (l » 3 m voor 100 MHz).

Op grotere afstand gaat het aard-oppervlak een belangrijke rol spelen en doven radiogolven sneller uit. Over een perfect geleidende vlakke aarde is het ontvangen vermogen P_r omgekeerd evenredig met de vierde macht van de afstand d tot de zender (P_r :: d^-4), volgens

P_r = P_t g_r g_t h_r² h_t² d^-4

waarbij h_t en h_r de hoogte van de zend- respectievelijk de ontvangstantenne is. Dit grondgolf-model (2) is al rond 1948 empirisch geverifieerd door Egli [15] en Bullington [17]. In de praktijk verloopt het ontvangen vermogen echter volgens P_r::d^-b met b tussen 3 en 4, zie bijvoorbeeld [13], [29]. Bebouwing, begroeiing en heuvels hebben significante invloed op b terwijl de invloed van de bodemgesteldheid rond 100 MHz (en hoger) relatief gering is [13].

De overgang tussen de propagatieverzwakking volgens d^-2 (vrije ruimte) naar d^-4 (grondgolf) vindt plaats in de buurt van de afstand d₀ » 4h_th_r/l [13], [17], [29]. Voor een zendantenne op hoogte h_t= 40 meter bedraagt d₀ » 500 meter (l » 3 m, standaard-ontvangstinrichting h_r = 10 m).

Deze calculator is overgenomen uit "Wireless Communication, The Interactive Multimedia CD-ROM". Disclaimer: Executable software programs are provided with no guarantee whatsoever.

Bij het kiezen van een praktische antenneopstelling is het in eerste instantie belangrijk dat de antenne `vrij zicht' heeft. Afscherming in een bepaalde richting beperkt de effectieve uitstraling van het zendvermogen. Reflecties tegen obstakels (meerweg-ontvangst) kunnen daarbij ook nog vervorming veroorzaken, met name bij stereo-verzorging. Zoals blijkt uit formule (3) heeft de hoogte h_t ook bij een vrije opstelling van de antenne grote invloed op de ontvangst. Echter uit overwegingen van efficiënt frequentiehergebruik is het noodzakelijk dat buiten het verzorgingsgebied het ontvangen vermogen sterk met de afstand afneemt (volgens d^-4). Derhalve moet het kantelpunt d₀ veel kleiner zijn dan de straal van het verzorgingsgebied. Voor onze studie van het effect van onderlinge storingen houdt dit in dat we uit mogen gaan van d>>d₀, dus P_r::d^-b met b tussen 3 en 4.

Op afstanden groter dan zo'n 20× × 50 km gaat de kromming van de aarde een rol spelen en doven signalen nog sneller uit (grotere b). Bij propagatie over dergelijke afstanden gaan atmosferische omstandigheden een rol spelen waardoor stoorniveaus kunnen fluctueren. Bij kortere afstanden blijven daarentegen de ontvangen signaalsterktes vrijwel stabiel, tenzij de antenne wordt verplaatst (zoals bij mobiele ontvangst).

De genoemde formules geven gemiddelde waarden aan. Ten gevolge van plaatselijke effecten (bebouwing, begroeiing) fluctueert de ontvangen signaalsterkte rond dit gemiddelde met een spreiding van ongeveer 8,3 dB. In de CCIR planningsmethoden wordt met deze spreiding rekening gehouden.

Om de frequentieplanning te objectiveren heeft de CCIR standaardmodellen voor de te verwachten ontvangen signaalsterkte ontwikkeld. Omdat de C.C.I.R. in [16] alleen propagatiedata vermeldt voor afstanden groter dan 10 km, is bij de verdere deelstudies (Appendix C) uitgegaan van het in [13 p.83] gegeven propagatiemodel, dat veel gebruikt wordt in de mobiele communicatie. Ook terwille van de eenvoud gebruiken we hier de eenvoudige analytische uitdrukking (3) voor `VHF groundwave propagation'. De propagatiemodellen die gebruikt zijn bij frequentieplanning voor de FM-omroep [4], [16] wijken enigszins af van het ideale grondgolf-propagatiemodel. Gezien het indicatieve karakter van de berekeningen en gezien de gevonden ruime marges zal dit niet leiden tot wezenlijk andere inzichten.

De ontvangen veldsterkte E en het ontvangen vermogen P_r zijn direct aan elkaar gerelateerd, zodat de veldsterkte norm in (1) ook verwoord mag worden als een norm voor het maximaal toelaatbare stoorvermogen. Het verband tussen de ontvangen veldsterkte en het ontvangen vermogen is volgens [17]:

P_r = (g_r /120) (El/2p)²

 

waarbij E de ontvangen veldsterkte in volts per meter is en g_r de antenneversterkingsfactor van de standaardontvanginstallatie.