中波廣播發(fā)射臺(tái)站的抗電磁干擾的分析應(yīng)用

王長悅河南省南陽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，河南南陽　473000

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中波廣播發(fā)射臺(tái)站的抗電磁干擾的分析應(yīng)用

王長悅
河南省南陽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，河南南陽473000

摘要隨著人們物質(zhì)生活的提高，對(duì)于精神生活的需求也進(jìn)一步增強(qiáng)，因此全國各地的廣播節(jié)目如雨后春筍般的涌現(xiàn)出來，以地級(jí)市為例，中波節(jié)目少則兩三套，多則八九套，由此帶來的是城市上空的電磁環(huán)境異常復(fù)雜。中波發(fā)射臺(tái)站距離城市比較近，常受到城市其他電磁波的輻射，更處于自身發(fā)射的強(qiáng)大電磁場內(nèi)。臺(tái)站內(nèi)的各種電氣設(shè)備、通訊設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等極易受到電磁輻射的影響，造成各種電子設(shè)備性能下降和損壞。受電磁輻射干擾，中波發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)都會(huì)受影響，發(fā)射的中波節(jié)目會(huì)摻雜各種各樣的噪音，更嚴(yán)重的情況是電磁干擾影響發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行乃至損壞發(fā)射機(jī)的電路元器件。因此解決好電磁干擾的問題對(duì)于中波發(fā)射臺(tái)站來說極其重要，關(guān)乎發(fā)射臺(tái)設(shè)備正常運(yùn)行和工作人員的人身健康和安全。

關(guān)鍵詞中波；電磁輻射；抗干擾；屏蔽；發(fā)射機(jī)

1　中波發(fā)射臺(tái)站電磁輻射的特點(diǎn)和影響

中波廣播的頻率范圍為526.5kHz～1 605.5kHz，波長范圍約為570m～187m?，F(xiàn)階段中波廣播發(fā)射機(jī)的功率都比較大，地市級(jí)的發(fā)射臺(tái)站多采用10kW～50kW發(fā)射機(jī)，省級(jí)臺(tái)站和國家級(jí)臺(tái)站多采用50kW～200kW發(fā)射機(jī)。以10kW發(fā)射機(jī)為例，在天線半徑200m范圍內(nèi)的電磁波場強(qiáng)可達(dá)到100dBμv以上，如果有多部10kW發(fā)射機(jī)，那么該臺(tái)站附近的電磁波場強(qiáng)可達(dá)到110dBμV左右。在這樣強(qiáng)大的電磁環(huán)境下，各種電氣設(shè)備、發(fā)射機(jī)和微控電子設(shè)備都會(huì)受到干擾而無法正常工作，甚至燒毀。對(duì)于臺(tái)站內(nèi)較長的電力線、電纜、電話線、裸露的金屬絲等，在高頻電磁輻射環(huán)境中，相當(dāng)于電磁波接收天線，會(huì)感應(yīng)較強(qiáng)的高頻電壓，如果觸碰到人體或其他設(shè)備時(shí)會(huì)發(fā)生高頻電壓放電而形成電擊事故，造成人體灼傷和其他設(shè)備損壞。對(duì)于發(fā)射機(jī)和音頻信號(hào)線，如果不采取抗電磁干擾措施，會(huì)在傳輸?shù)男盘?hào)線和發(fā)射機(jī)匹配網(wǎng)絡(luò)中感應(yīng)到無用的干擾信號(hào)，嚴(yán)重影響所發(fā)射節(jié)目的收聽效果。電話線和網(wǎng)線中受到的電磁輻射干擾會(huì)使電話機(jī)中出現(xiàn)廣播節(jié)目的串音、電話無法撥號(hào)、電腦無法上網(wǎng)、電腦顯示屏花屏等故障。由于各個(gè)發(fā)射臺(tái)站存在或多或少的多頻共塔情況，同塔的發(fā)射機(jī)所發(fā)的不同頻率電磁波會(huì)通過饋線反射至另外的發(fā)射機(jī)內(nèi)造成破壞。發(fā)射塔既是發(fā)射天線又是接收天線，其接收的電磁波輻射同樣會(huì)對(duì)發(fā)射機(jī)造成影響。因此，需要對(duì)中波發(fā)射臺(tái)站的各種設(shè)備采取有效的抗電磁干擾措施。

2　電磁輻射的防護(hù)措施

針對(duì)不同的電磁輻射干擾，應(yīng)采用不同的措施進(jìn)行防護(hù)，常用的抗干擾技術(shù)有濾波法、接地法、屏蔽法、隔離法、吸收法等。

1）濾波法：濾波的作用是將混有噪聲和干擾的信號(hào)通過提取有效信號(hào)而剔除掉無用的干擾信號(hào)達(dá)到抗電磁干擾。主要用于防止傳導(dǎo)干擾，其作用機(jī)理是限制接收裝置的頻帶（如高頻帶、低頻帶等），使得有用信號(hào)頻帶內(nèi)的信號(hào)暢通，無用信號(hào)頻帶內(nèi)的信號(hào)受到抑制，以達(dá)到去除干擾的目的。

2）屏蔽法：屏蔽是將兩個(gè)不同空間的電器或電路用金屬物進(jìn)行隔離，以控制電磁場由一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)區(qū)域感應(yīng)和傳遞。通常由金屬板或金屬膜將需要隔離的電路、電器、電纜等包圍起來防止電場和磁場耦合干擾。將輻射源進(jìn)行屏蔽使之不對(duì)限定范圍外的電路設(shè)備產(chǎn)生影響稱之為主動(dòng)場屏蔽或有源場屏蔽，將需保護(hù)的電路設(shè)備進(jìn)行屏蔽以排除外部電磁干擾的影響稱之為被動(dòng)場屏蔽或無源場屏蔽。

3）接地法：接地法是將屏蔽部分或屏蔽體本身產(chǎn)生的感應(yīng)電流引入大地，以避免其成為二次輻射源。比如裸露的金屬線接地后，金屬線上聚集的電荷通過接地線流入大地，不會(huì)再產(chǎn)生電擊放電現(xiàn)象；濾波器接地后，濾波器起到抑制共模干擾的作用。

4）隔離法：隔離是將電磁干擾的傳播途徑進(jìn)行改變或切斷，以達(dá)到抑制干擾的目的。電磁干擾主要途徑是空間電磁波和金屬導(dǎo)線，因此將需要傳送的信號(hào)改變其傳播方式就是運(yùn)用隔離法。常見的將導(dǎo)線傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w傳輸，在電路中使用光電耦合器、變壓器、繼電器等都是隔離法抗電磁干擾的措施。

5）吸收法：吸收法是依據(jù)匹配、諧振的原理，選用適宜的能夠吸收電磁波能量的材料，將泄露的能量衰減、吸收并轉(zhuǎn)化成熱量，從而達(dá)到抗電磁輻射干擾的方法。石墨、鐵氧體、活性炭等都具有較好的吸收效果，可用于高頻設(shè)備內(nèi)的屏蔽材料使用。

3　中波廣播發(fā)射臺(tái)站抗電磁輻射干擾措施的選用

1）中波發(fā)射機(jī)房通常是距離發(fā)射天線最近的建筑，處于電磁輻射干擾最嚴(yán)重的區(qū)域，機(jī)房內(nèi)的發(fā)射機(jī)和電子設(shè)備等容易受高強(qiáng)度電磁輻射的干擾和影響，因此需要對(duì)機(jī)房和值班室進(jìn)行屏蔽，以確保此類設(shè)備的正常工作。根據(jù)屏蔽原理，用銅網(wǎng)對(duì)機(jī)房和值班室的四墻、地板、天花板進(jìn)行鋪設(shè)，并連接在一起形成完整的屏蔽罩，同時(shí)最好使用鐵門和在窗戶上安裝鐵絲網(wǎng)，并將鐵門和鐵絲網(wǎng)與銅網(wǎng)相連，最后通過寬銅帶將整個(gè)屏蔽層與接地井連接。接地井需要保證良好的接地效果，接地阻值不能大于4Ω，如果屏蔽層接地效果不好或未接地屏蔽

層吸收的電磁輻射能量無法泄放，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，效果也會(huì)大打折扣。通過這樣的抗干擾措施，經(jīng)實(shí)際測試，機(jī)房外電磁波場強(qiáng)是100dBμV，機(jī)房內(nèi)電磁波場強(qiáng)下降至50dBμV左右，大大降低了機(jī)房和值班室內(nèi)電磁輻射干擾強(qiáng)度，為發(fā)射機(jī)和各種電子設(shè)備創(chuàng)造了純凈的電磁環(huán)境。機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備應(yīng)放置于機(jī)柜內(nèi)，機(jī)柜盡量選用全金屬外殼的屏蔽機(jī)柜。各個(gè)設(shè)備的外殼接地端與屏蔽機(jī)柜柜體相連，通過同一根銅帶與接地井相連，保證不存在渦流干擾。

2）發(fā)射臺(tái)站的各種長線纜也容易受到電磁輻射的干擾。（1）長距離的照明線、視頻監(jiān)控的供電線可以用帶屏蔽的音頻線代替，另外在輸出端裝上電源濾波器，音頻線的屏蔽層和濾波器外殼接地，用此屏蔽、接地加濾波的辦法，能有效濾除220V交流電中混雜的高頻感應(yīng)電；（2）傳輸發(fā)射機(jī)信號(hào)的帶屏蔽音頻線接卡儂頭時(shí)，卡儂頭“1”腳接音頻線屏蔽層，“2”腳接音頻線正端，“3”腳接音頻線負(fù)端，同時(shí)需要將音頻線的屏蔽層與卡儂頭的外殼連接起來，使音頻線所接設(shè)備、音頻線、卡儂頭形成完整的屏蔽，從而達(dá)到最佳抗干擾效果；（3）內(nèi)線電話線同樣采用帶屏蔽音頻線代替，屏蔽層接地后對(duì)電磁干擾有一定屏蔽作用，但電話內(nèi)串音和雜音只是減弱而沒有完全消除。將電話線路的“+”端和“-”端并聯(lián)一個(gè)高頻電容和繞線磁環(huán)組成吸收網(wǎng)絡(luò)，對(duì)高頻干擾進(jìn)行吸收，能取得良好效果；（4）外線電話線的受干擾程度嚴(yán)重，需要采用隔離法進(jìn)行電磁輻射隔離。使用光纖電話線路，然后通過光端機(jī)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，能有效隔離電磁干擾；（5）視頻監(jiān)控?cái)z像頭相對(duì)分散，數(shù)據(jù)線長，采用光纖代替數(shù)據(jù)線，光纖兩端的光端機(jī)、電源、攝像頭等用屏蔽罩進(jìn)行屏蔽，用數(shù)字?jǐn)z像頭和網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)取代模擬攝像頭和錄像機(jī)，通過這樣的措施，能有效消除電磁干擾模擬線路和攝像頭引起的監(jiān)控畫面丟失、死機(jī)花屏故障；（6）與互聯(lián)網(wǎng)的連接通常采用光纖連接，不易受到電磁輻射的干擾，臺(tái)站的內(nèi)部局域網(wǎng)連接需要采用帶屏蔽網(wǎng)的超五類網(wǎng)線連接。對(duì)于距離超過50m的網(wǎng)線，屏蔽網(wǎng)所起的屏蔽作用下降，需要在網(wǎng)線中連接集線器進(jìn)行放大和隔離，連接集線器后網(wǎng)線的有效連接距離由30m擴(kuò)大至80m。在實(shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)線的屏蔽層不能兩端接地，只能在靠近電磁輻射源的一端將屏蔽網(wǎng)接地，這是因?yàn)樵陔姶泡椛鋮^(qū)域兩端存在電位差，會(huì)影響到屏蔽的效果；（7）電腦顯示屏在受到電磁干擾或者在視頻連線受到電磁干擾時(shí)會(huì)出現(xiàn)水波紋和橫紋，采用吸收法在視頻線上安裝磁環(huán)進(jìn)行吸收就會(huì)取得效果。有時(shí)將顯示屏或連線改變方向和位置，干擾就會(huì)消除，這是因?yàn)橹胁òl(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波是垂直極化方式，躲開電磁波極化方向就能減少電磁輻射影響，阻斷電磁干擾路徑，消除干擾。

3）同塔的發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波會(huì)通過饋線傳入另一部發(fā)射機(jī)，影響非常大，因而需要在發(fā)射機(jī)的匹配網(wǎng)絡(luò)中加入阻塞網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于使用帶通濾波器，使有用波能夠傳輸出去而阻止無用波的傳入。天線既能發(fā)送電磁波又能接收電磁波，接收的電磁波會(huì)影響發(fā)射機(jī)的正常工作，因此在調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中加入吸收網(wǎng)絡(luò)，作用同樣相當(dāng)于帶通濾波器。與阻塞網(wǎng)絡(luò)不同的是，吸收網(wǎng)絡(luò)一端接地，對(duì)無用波形成對(duì)地通路而防止有用波的對(duì)地泄放。

4　結(jié)論

電磁輻射干擾形成的原因非常多，在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，不同的干擾情況需要采用不同的措施進(jìn)行消除，必要時(shí)采用多種措施綜合運(yùn)用才能達(dá)到良好的抗電磁干擾效果。當(dāng)前，中波發(fā)射臺(tái)發(fā)射的頻率越來越多，功率越來越大，對(duì)電子設(shè)備的影響愈加明顯，在采用抗干擾措施使更需多方考慮，以期用最簡便有效的方法達(dá)到最佳效果。

參考文獻(xiàn)

［1］莊濤.中波廣播發(fā)射臺(tái)理論基礎(chǔ)與實(shí)踐技術(shù)手冊(cè).

中圖分類號(hào)G2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）165-0137-01

作者簡介：王長悅，河南省南陽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)。