大功率短波廣播的高頻干擾及解決對策

陶勇

摘 要：載波頻率在2.3-26.1兆赫茲頻段的廣播，被稱為短波廣播。短波廣播在大氣電離層發(fā)射比較穩(wěn)定，穿透力強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，能夠傳輸?shù)綐O遠(yuǎn)的距離，因而常用于國際廣播和遠(yuǎn)區(qū)廣播。本文首先探討了大功率短波廣播高頻干擾的原因，并分析了大功率短波廣播高頻干擾的危害，最后給出了幾點(diǎn)大功率短波廣播高頻干擾的解決策略，為大功率短波廣播的應(yīng)用提供資料參考。

關(guān)鍵詞：大功率；短波廣播；高頻干擾；解決策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.199

現(xiàn)如今，短波通訊在軍事、航海、航天、鐵路交通、電力等領(lǐng)域應(yīng)用都比較普遍，為社會的發(fā)展和進(jìn)步作出了極大的貢獻(xiàn)。高頻干擾是由于高、中壓變電站內(nèi)開關(guān)分合操作時(shí)產(chǎn)生的高頻阻尼振蕩波，隨著我國供電系統(tǒng)的不斷完善，大功率短波廣播的高頻干擾現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。大功率短波廣播的高頻干擾，包括自擾、互擾等多種模式，會嚴(yán)重降低短波廣播信號傳輸質(zhì)量。隨著電子設(shè)備在短波廣播和信號傳輸系統(tǒng)中數(shù)量越來越多，大功率短波廣播的高頻干擾已經(jīng)成為擺在人們面前必須解決的問題，如何在使用大功率短波廣播通信和傳播信息時(shí)，降低高頻干擾對信號傳輸質(zhì)量的影響，已經(jīng)成為廣播通信工作領(lǐng)域重點(diǎn)研究和實(shí)踐的課題。

1 高頻干擾的原因

1.1 發(fā)射機(jī)諧波輻射干擾

發(fā)射機(jī)在播音過程中，不僅會在播音頻率傳輸信號，還會由于電子管的非線性放大按照傅里葉級數(shù)將信號分解成各種諧波，干擾供電系統(tǒng)并使其負(fù)載。不僅如此，高次諧波還會通過電纜和電線輻射到空中，干擾附近的電氣設(shè)備，并給發(fā)射機(jī)帶來功率損耗和發(fā)射干擾。國內(nèi)為了降低高次諧波對供電系統(tǒng)和發(fā)射機(jī)信號發(fā)射的影響，一般采用高功率丙類放大的PSM模式。

1.2 發(fā)射機(jī)互相干擾

在大功率短波通信應(yīng)用比較普遍的今天，另外一種高頻干擾產(chǎn)生的原因就是發(fā)射機(jī)的互相干擾。發(fā)射機(jī)的互相干擾多出現(xiàn)于發(fā)射機(jī)相鄰較近的情況下，當(dāng)相鄰較近的多部發(fā)射機(jī)同時(shí)播音時(shí)，發(fā)射機(jī)天線就會接收到其他發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號，并在末級進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生不必要的組合頻率，對發(fā)射機(jī)的信號發(fā)射造成干擾。這種干擾在發(fā)射機(jī)工作中被稱為干擾互調(diào)，是一種比較常見的、嚴(yán)重影響發(fā)射機(jī)信號發(fā)射質(zhì)量的干擾類型。

2 大功率短波廣播高頻干擾的危害

2.1 高頻電磁場對電子設(shè)備的危害

發(fā)射機(jī)發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的高次諧波，其頻率在無線廣播和電視信號傳輸?shù)念l率范圍內(nèi)，因而會與這些信號發(fā)生互調(diào)和影響，導(dǎo)致信號受到干擾。如果被高次諧波放大的信號被精密儀器接受，使這些儀器功率超出，還會導(dǎo)致儀器損壞，帶來財(cái)產(chǎn)損失。高次諧波信號串入電源系統(tǒng)后，還會造成電壓和電流波形畸變，損壞用電設(shè)備甚至造成網(wǎng)路諧振，導(dǎo)致供電系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)、設(shè)備老化、計(jì)量不準(zhǔn)，帶來不必要的生產(chǎn)事故，造成經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)金屬物品位于高頻電場中時(shí)，由于金屬導(dǎo)電性會在金屬表面形成感應(yīng)電動勢，人一旦誤碰就會遭受高溫電灼傷，并引發(fā)燃燒或爆炸，造成嚴(yán)重的安全事故。

2.2 高頻電磁場對人體的傷害

人長期處于高頻電磁場環(huán)境中，感應(yīng)電動勢會在人體內(nèi)產(chǎn)生，導(dǎo)致人體組織和細(xì)胞吸收電磁能。電磁能積聚過多，將會影響人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成人出現(xiàn)頭暈、頭痛、乏力、記憶里減退、食欲不振、心慌氣短等癥狀，還會造成部分人視力下降、手指顫抖、脫發(fā)等癥狀。高頻電場對人體的傷害一般脫離磁場后即能夠在幾天內(nèi)消失，但如果反復(fù)出入高頻電場環(huán)境，還是會導(dǎo)致危害蓄積，最終帶來不易修復(fù)的健康問題，影響人的工作、健康和生活質(zhì)量。

3 大功率短波廣播高頻干擾的防范措施

3.1 加裝高頻濾波系統(tǒng)

諧波濾波器分為有源濾波和無源濾波兩種，兩種濾波器的濾波方式是完全不同的，有源濾波又稱為主動式的濾波，主要是檢測系統(tǒng)中的諧波，然后生成一個(gè)大小相等，相序相反的波形去抵消諧波分量；無源濾波又稱為被動式的濾波，主要是通過一系列電容和電感的組合， 形成只能所需要頻率通過的濾波器，把多余分量濾除掉。

3.2 加裝屏蔽體

加裝屏蔽體是大功率短波降低高頻干擾的常用做法，這種技術(shù)能夠限制電磁場大小，降低發(fā)射機(jī)對周圍環(huán)境安全的影響。屏蔽一般運(yùn)用良導(dǎo)電材質(zhì)將電磁能量限制在一定空間內(nèi)，如果發(fā)射機(jī)功率較大，或周邊容易受干擾影響的設(shè)備較多，還可以采用雙屏蔽的設(shè)置方式。屏蔽體一般會設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀，網(wǎng)狀屏蔽相比于板狀屏蔽能夠大大節(jié)約資源和成本投入。網(wǎng)狀屏蔽中，金屬絲越粗屏蔽效果越好，屏蔽體范圍越大屏蔽效果越好，并能夠降低屏蔽體對高頻設(shè)備運(yùn)行的影響。

3.3 高頻接地

大地是一個(gè)巨大的導(dǎo)體，發(fā)射臺的高頻接地，能夠?qū)⒋艌瞿芰繉?dǎo)入大地，降低屏蔽系統(tǒng)的工作壓力，提高屏蔽效果。高頻接地的接地線不應(yīng)過長，以避免接地線上駐波導(dǎo)致高電壓出現(xiàn)，威脅人員和設(shè)備安全。高頻接地需要用優(yōu)質(zhì)導(dǎo)體，現(xiàn)在常用的材料是銅線，以降低電壓產(chǎn)生的幾率。接地系統(tǒng)的電阻率直接影響著屏蔽質(zhì)量和設(shè)備、人員安全，因此高頻接地在干燥的季節(jié)要定期測量電阻，如果電阻過大則要更換接地線。大功率短波廣播發(fā)射機(jī)的屏蔽網(wǎng)和設(shè)備外殼都需要高頻接地，通過高頻接地能夠降低電磁能量場對人的傷害，并避免由于電感應(yīng)導(dǎo)致金屬產(chǎn)生電壓，造成火災(zāi)。

3.4 其他抗高頻干擾的方法

對電源的高頻串?dāng)_可以在電源端加入低通濾波器，防止機(jī)內(nèi)高頻干擾信號外竄污染電網(wǎng)，同時(shí)阻止電網(wǎng)中可能存在的高頻干擾信號進(jìn)入，一般采用 RC 串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；發(fā)射機(jī)各級整流電路盡量采用橋式全波整流裝置，減少電源紋波串?dāng)_；對于發(fā)射機(jī)各取樣信號，采用質(zhì)量可靠的 A/D 轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行傳輸，以減少干擾。

綜上所述，隨著大功率短波廣播的應(yīng)用日益廣泛和精密儀器設(shè)備在大功率短波廣播發(fā)射系統(tǒng)中應(yīng)用的日漸普遍，我們一定要處理好大功率短波廣播的高頻干擾問題，降低高頻干擾給廣播發(fā)射、電網(wǎng)和工作人員人身安全帶來的威脅。在解決大功率短波廣播高頻干擾中，應(yīng)該有針對性的采取不同的抗干擾措施，多管齊下、對癥治療，逐漸完善大功率短波廣播高頻干擾解決能力，為大功率短波廣播技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用做貢獻(xiàn)。

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