中波廣播發(fā)射臺電磁干擾和優(yōu)化工程研究

王欣榮

（內(nèi)蒙古阿拉善盟廣播電視傳輸發(fā)射中心臺，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750306）

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，使得廣播電臺在全國的覆蓋率越來越高，很多人已經(jīng)開始享受著廣播帶來的便利。在這樣的情況下，廣播電臺所發(fā)射出來的電波對人們?nèi)粘Ｉ畹母蓴_越來越嚴(yán)重，影響了人們的正常生活。隨著廣播電臺發(fā)射技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展，我國廣播電臺所發(fā)射出來的電波對其他國家和地區(qū)造成了一定程度上的干擾，給其造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須要重視對廣播發(fā)射臺所發(fā)射出來的電波所產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)行研究和分析，并提出有效措施加以解決。

1 中波廣播發(fā)射臺特征

首先，覆蓋范圍廣。中波廣播發(fā)射臺是一種無線廣播發(fā)射系統(tǒng)，其發(fā)射頻率為13KHz～33KHz，中波廣播發(fā)射臺在傳播過程中，信號能夠覆蓋整個中國，其信號覆蓋面積比微波廣得多。由于中波廣播發(fā)射臺的信號能夠在全國范圍內(nèi)傳播，所以在我國境內(nèi)很多地方都可以收聽到中波廣播發(fā)射臺的信號，可以說，我國的許多城市都能夠收聽到中波廣播發(fā)射臺的信號。同時，由于中波廣播發(fā)射臺所覆蓋的區(qū)域較大，所以在進(jìn)行信號覆蓋時，要根據(jù)實(shí)際情況合理規(guī)劃發(fā)射區(qū)域和頻率，使其能夠有效覆蓋全國[1]。其次，使用方便。中波廣播發(fā)射臺主要是采用天波傳輸?shù)姆绞剑哂胁僮骱唵?、傳播范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。在中波廣播發(fā)射臺中，只需要將天波發(fā)送端的信號傳輸?shù)浇邮斩?，并通過天線實(shí)現(xiàn)信號的發(fā)射即可，其發(fā)射功率也非常大，所以其傳播范圍廣。再次，安全穩(wěn)定。中波廣播發(fā)射臺具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，可以確保信號傳輸質(zhì)量，提高發(fā)射臺的工作效率。中波廣播發(fā)射臺的穩(wěn)定性與發(fā)射功率有著直接聯(lián)系，只有發(fā)射功率達(dá)到一定程度，才能確保安全穩(wěn)定的播出。中波廣播發(fā)射臺采用了全固態(tài)和半固態(tài)兩種技術(shù)，可以滿足不同區(qū)域?qū)χ胁◤V播的需求。中波廣播發(fā)射臺采用了雙通道供電模式，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并對發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)控和管理。中波廣播發(fā)射臺的工作人員具有較強(qiáng)的專業(yè)知識和技能，能夠在第一時間內(nèi)對系統(tǒng)進(jìn)行處理。在遇到問題時，工作人員能夠快速解決，保證中波廣播發(fā)射臺運(yùn)行的安全穩(wěn)定。最后，造價低廉。中波廣播發(fā)射臺所需的設(shè)備相對比較簡單，價格也相對低廉，在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 中波廣播發(fā)射臺電磁干擾類型

2.1 被測信號干擾

在中波廣播發(fā)射臺運(yùn)行的過程中，發(fā)射臺所使用的天線以及傳輸線等都會產(chǎn)生電磁干擾，這就使得廣播信號容易受到其他信號的干擾，進(jìn)而影響到中波廣播發(fā)射臺的正常運(yùn)行。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，中波廣播發(fā)射臺受到的電磁干擾主要分為兩種，其中一種就是被測信號干擾，這種干擾主要是由于發(fā)射臺在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾所導(dǎo)致的。在實(shí)際工作過程中，由于受到自然條件和人為因素的影響，發(fā)射臺所接收到的信號也會發(fā)生變化，其中最為顯著的就是射頻信號，并且其產(chǎn)生變化是非常大的。然而，對于射頻信號來說，在發(fā)射臺周圍的環(huán)境因素主要包括溫度、濕度、風(fēng)速等，這些因素都會對射頻信號產(chǎn)生影響。但是由于受到天氣等自然條件的影響較大，在實(shí)際工作過程中很難對其進(jìn)行準(zhǔn)確測量。另外一種被測信號干擾主要是由于電磁輻射所引起的[2]。在實(shí)際工作過程中，發(fā)射臺周圍經(jīng)常會存在一些大功率設(shè)備，而這些設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的輻射也會對射頻信號產(chǎn)生影響。另外，一些設(shè)備如電力、通訊設(shè)備等在工作過程中也會產(chǎn)生一定程度上的電磁干擾。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，在實(shí)際工作過程中能夠造成射頻信號變化的因素主要包括以下幾個方面：首先是電磁輻射，由于受到發(fā)射臺周圍環(huán)境因素影響較大，在這種情況下就會使射頻信號受到影響。其次是設(shè)備自身問題，例如在工作過程中，有一些大型電子元件長時間處于高電壓環(huán)境下容易造成元器件擊穿。最后是電磁感應(yīng)影響。在實(shí)際工作過程中，由于一些因素，如設(shè)備自身問題或者周圍環(huán)境等對射頻信號產(chǎn)生影響，就會使射頻信號產(chǎn)生變化。

2.2 程序干擾

中波廣播發(fā)射臺的設(shè)備大多為數(shù)字化設(shè)備，其在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的信號，而這些信號大多是由計(jì)算機(jī)程序控制產(chǎn)生的，由于計(jì)算機(jī)程序本身具有一定的邏輯性，因此在運(yùn)行過程中會受到各種因素的干擾。這些干擾主要分為兩種：一種是來自計(jì)算機(jī)自身程序的干擾；另一種是來自計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備之間的干擾。對于前者而言，主要是指在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的對硬件設(shè)備產(chǎn)生影響的信號，對于后者而言，主要是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備之間產(chǎn)生的對軟件系統(tǒng)產(chǎn)生影響的信號。這些干擾信號往往會造成信息數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)錯誤等問題，對中波廣播發(fā)射臺工作人員進(jìn)行正常操作和控制造成很大影響。針對上述問題，中波廣播發(fā)射臺應(yīng)當(dāng)制定一套完整、有效、科學(xué)的信號處理系統(tǒng)，確保發(fā)射機(jī)在運(yùn)行過程中能夠?qū)崟r檢測和處理各種信息，進(jìn)而為發(fā)射機(jī)提供一個良好的工作環(huán)境。

2.3 線間耦合干擾

線間耦合干擾是指由于兩個不同信號源之間的干擾，而導(dǎo)致信號受到了不同的干擾。其中最主要的就是由于兩個不同頻率的信號源之間存在著共模干擾，同時兩個不同頻率的信號源之間存在著差模干擾，并且兩個不同頻率的信號源之間存在著耦合關(guān)系。而如果中波廣播發(fā)射臺的信號源是三相電源，那么其中每一相都會存在一個公共地，當(dāng)其中一個三相電源出現(xiàn)故障時，其所產(chǎn)生的電流會經(jīng)過公共地域進(jìn)行傳輸，從而使得其他相電流也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。如果兩個不同頻率的信號源之間存在著共模干擾，那么其共模電壓就會產(chǎn)生變化，導(dǎo)致其他相電壓產(chǎn)生變化，進(jìn)而影響其他相和另一個頻率的信號[3]。線間耦合干擾可以通過屏蔽線或者接地等措施進(jìn)行消除。在實(shí)際工作中，可以利用屏蔽線來防止各個干擾源之間形成共模電壓，從而降低耦合干擾。

2.4 地面干擾

中波廣播發(fā)射臺在建設(shè)過程中，為了保證信號傳輸質(zhì)量，會在地面上鋪設(shè)一些電力電纜，這些電力電纜是由各種不同的導(dǎo)體組成的，因?yàn)檫@些導(dǎo)體之間存在著一定的電位差，所以就會產(chǎn)生很強(qiáng)的感應(yīng)電動勢。在中波廣播發(fā)射臺周圍，這種感應(yīng)電動勢的存在會對中波廣播發(fā)射臺的運(yùn)行造成影響，這種干擾主要是由于中波廣播發(fā)射臺的地磁場產(chǎn)生的。因?yàn)榈卮艌鰰Φ孛嫔系膶?dǎo)線、變壓器等產(chǎn)生一定程度上的影響，進(jìn)而會對中波廣播發(fā)射臺造成電磁干擾。

2.5 電源系統(tǒng)干擾

在中波廣播發(fā)射臺的運(yùn)行過程中，最主要的干擾就是電源系統(tǒng)的干擾，通常情況下，電源系統(tǒng)會受到以下幾種干擾：首先，電力線的電磁感應(yīng)現(xiàn)象主要是指當(dāng)電力線在通過不同的導(dǎo)體時，由于電流大小不同，導(dǎo)體之間就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而對其他電路產(chǎn)生影響。在中波廣播發(fā)射臺中，由于電力線的電磁感應(yīng)現(xiàn)象會對發(fā)射天線造成一定程度上的干擾，如果發(fā)射臺中的所有線路都是由同一個供電系統(tǒng)供電的話，那么就會導(dǎo)致所有線路之間相互產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而影響到發(fā)射臺中發(fā)射天線的正常工作。其次，電源系統(tǒng)內(nèi)阻抗不匹配：在中波廣播發(fā)射臺的運(yùn)行過程中，由于受到不同種類電壓或者電流頻率范圍內(nèi)的電磁干擾作用，就會導(dǎo)致電源系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生過大的阻抗，從而使得電源系統(tǒng)內(nèi)部電路之間發(fā)生耦合現(xiàn)象。如果電源系統(tǒng)內(nèi)部存在過大的阻抗，那么就會導(dǎo)致中波廣播發(fā)射臺產(chǎn)生干擾信號。

3 電磁干擾優(yōu)化措施

3.1 常態(tài)化電磁干擾

在中波廣播發(fā)射臺中，對常態(tài)化的電磁干擾進(jìn)行防治的方法主要是針對高頻電子設(shè)備和高頻電纜來進(jìn)行防治。首先，要將高頻設(shè)備和高頻電纜的電源接在一起，并采用隔離技術(shù)進(jìn)行接地。其次，在安裝和連接天線時，要采用良好的接地系統(tǒng)，使天線和地線能夠良好地連接起來，從而防止高頻設(shè)備和低頻設(shè)備之間產(chǎn)生電磁干擾[4]。最后，對中波廣播發(fā)射臺所使用的電子設(shè)備進(jìn)行有效管理和控制，從而能夠有效減少電子設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾。除此之外，還需要重視對中波廣播發(fā)射臺中所有設(shè)備所使用的接地系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)工作。

3.2 共模干擾

共模干擾是中波廣播發(fā)射臺常見的電磁干擾，共模干擾對中波廣播發(fā)射臺的正常運(yùn)行會產(chǎn)生極大的影響。由于共模干擾會影響發(fā)射設(shè)備正常工作，因此必須要采取一定的防治措施。首先，在中波廣播發(fā)射機(jī)的天線附近設(shè)置一個濾波器，從而使天線輻射出來的電磁波中不含有共模干擾。這種方法不僅可以有效地減少共模干擾，還可以使接收機(jī)接收到的信號更加準(zhǔn)確。其次，在中波廣播發(fā)射臺中，如果使用了其他類型的天線，需要將天線所接收到的信號進(jìn)行隔離處理，不能夠?qū)⑵渌愋偷奶炀€所產(chǎn)生的電磁波對中波廣播發(fā)射機(jī)造成干擾。再次，在中波廣播發(fā)射臺中，為了避免共模干擾對發(fā)射設(shè)備造成影響，必須要采用屏蔽措施。這種方法不僅能夠減少共模干擾，還能使發(fā)射設(shè)備免受共模干擾。同時在中波廣播發(fā)射機(jī)的機(jī)箱內(nèi)安裝一個接地裝置，將機(jī)箱與大地連接起來，使機(jī)箱內(nèi)部形成一個閉合回路。這樣能夠有效地降低共模干擾對中波廣播發(fā)射機(jī)所造成的影響。最后，在中波廣播發(fā)射機(jī)的電源模塊和其他部件之間安裝一個隔離變壓器，這樣能夠?qū)㈦娫茨K和其他部件之間形成一個閉合回路，從而有效地降低共模干擾對中波廣播發(fā)射機(jī)所造成的影響。

3.3 程序干擾和線間耦合干擾

程序干擾和線間耦合干擾是廣播電臺所發(fā)射出來的電波產(chǎn)生的電磁干擾，要想解決這一問題，就需要采用一定的防治方法，可以采取以下幾種方法：第一，對于程序干擾而言，可以采用一些程序去代替相應(yīng)的電路。例如，對于線性調(diào)制去代替高頻調(diào)制的方法，對于調(diào)幅去代替線性調(diào)頻的方法。第二，采用屏蔽措施來防止程序干擾。在實(shí)際工作中，可以采用一些屏蔽措施來防止程序干擾，例如，在天線周圍設(shè)置一些鐵絲網(wǎng)或者是金屬板來屏蔽掉射頻信號。第三，對于線間耦合而言，可以采用一些接地方法來防止線間耦合干擾。例如，可以在地線中設(shè)置一些金屬屏蔽層或者是接地線來防止線間耦合干擾。例如，可以采用一些電子濾波器、數(shù)字濾波器和數(shù)字編碼器等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對信號的過濾和隔離；也可以采用一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)對信號的隔離，在實(shí)際工作中，還應(yīng)該做好天線、電源和天饋線等部分的抗干擾工作。

3.4 電源系統(tǒng)干擾

首先，加強(qiáng)對供電系統(tǒng)的防護(hù)。針對中波廣播發(fā)射臺而言，為了能夠減少其對電源系統(tǒng)的干擾，需要加強(qiáng)對供電系統(tǒng)的防護(hù)，需要重視在供電系統(tǒng)中增加一些具有隔離作用的裝置，這樣能夠有效地防止各種強(qiáng)電干擾。這主要是由于在供電系統(tǒng)中增加隔離裝置，可以有效地降低對電源系統(tǒng)的電磁干擾，防止強(qiáng)電干擾對供電系統(tǒng)的影響[5]。其次，改進(jìn)供電方式。對于廣播發(fā)射臺而言，為了能夠減少對電源系統(tǒng)的干擾，可以采用集中供電的方式來減少電源系統(tǒng)對其造成的干擾。但是這種方法并不是十分理想，因?yàn)榧泄╇姺绞剿鶐淼碾娫搭l率很高，因此會給供電系統(tǒng)造成很大程度上的干擾。在這種情況下可以采用分散供電方式，在配電變壓器處采用一組變壓器來實(shí)現(xiàn)供電，這樣就可以減少對電源系統(tǒng)帶來的干擾。同時，也可以設(shè)置屏蔽線。對于廣播發(fā)射臺而言，為了能夠減少對電源系統(tǒng)所造成的干擾，需要設(shè)置一些屏蔽線來進(jìn)行防治。要想設(shè)置屏蔽線，就必須要保證屏蔽線與地線之間沒有任何電磁信號傳輸，只有這樣才能夠減少對電源系統(tǒng)帶來的干擾。最后，改善接地方式。針對中波廣播發(fā)射臺而言，為了能夠減少電源系統(tǒng)對其造成的干擾，需要改善接地方式，避免出現(xiàn)不合理接地情況。由于在進(jìn)行接地時會給電源系統(tǒng)帶來一定程度上的干擾。因此，在進(jìn)行接地時應(yīng)該嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作。在進(jìn)行接地時應(yīng)當(dāng)采取單獨(dú)地線連接方式來進(jìn)行接地，并且在接地線上最好是要設(shè)置一個隔離變壓器。

4 結(jié)語

總而言之，中波廣播發(fā)射臺具有覆蓋范圍廣、使用方便、安全穩(wěn)定、造價低廉等特點(diǎn)，是我國重要的新聞廣播系統(tǒng)。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，中波廣播發(fā)射臺也在不斷發(fā)展。但是由于中波廣播發(fā)射臺的特殊性，在實(shí)際作業(yè)過程中會很容易出現(xiàn)電磁干擾的問題，工作人員需要對其引起重視，明確其問題產(chǎn)生的具體機(jī)制，制定相應(yīng)的解決措施，進(jìn)而優(yōu)化信號發(fā)射質(zhì)量，讓電磁干擾的影響能夠降到最低，為我國廣播發(fā)射臺穩(wěn)定長遠(yuǎn)發(fā)展提供支撐。