惡劣天氣對中波廣播發(fā)射的影響分析

鐘熾斌

（廣東省惠州中波轉(zhuǎn)播臺，廣東 惠州 516000）

中波廣播指的是載波頻段是531kHz-1602kHz，波長是100m-1000m的電磁波，其主要的兩種電波傳播形式是天波和地波。由于天波傳播受時節(jié)、晝夜、太陽活動的影響較大，具有不穩(wěn)定的特性，所以地波是更常用的傳播形式。中波廣播采用了調(diào)幅的方式，在發(fā)展過程中，MW與AM之間慢慢就畫上了等號。我們?nèi)粘Ｋf的AM波段指的就是中波廣播，它具有性能強、接收簡便、使用范圍較廣等優(yōu)點。廣播電臺是人們獲取信息的重要渠道，尤其是中波廣播出現(xiàn)后，成為近距離本地?zé)o線電廣播、海上通信，無線電導(dǎo)航及飛機上的通信等主要方式之一。中波靠地面波和天空波兩種方式進行傳播，在傳播過程中，地面波和天空波同時存在，有時會造成接收困難，故傳輸距離一般為幾百公里。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，原來的電子管發(fā)射機已經(jīng)逐漸被全固態(tài)的發(fā)射機替代了，并得到普遍使用，工作效率大大提高。

1 中波發(fā)射機反射保護的原理

廣播電視臺所采用的發(fā)射機對質(zhì)量要求較高，尤其是對安全性能和靈敏度方面，以減少機器自身承載的負荷。在中波發(fā)射機實際工作中，影響發(fā)射機運行參數(shù)的客觀因素較多且比較復(fù)雜。而發(fā)射機出現(xiàn)反射保護現(xiàn)象的直接原因是負載過大，在受到天氣因素的影響時，發(fā)射機阻抗會產(chǎn)生較大的變化，而這個變化會讓天饋線網(wǎng)絡(luò)的阻抗和設(shè)備規(guī)定值之間出現(xiàn)無法匹配的差異，進而導(dǎo)致天饋線網(wǎng)絡(luò)的駐波比大于設(shè)備能夠承受的極限值。同時，發(fā)射機產(chǎn)生的高頻能量無法有效的傳導(dǎo)至天線，并將其發(fā)射到空間中，引起高頻能量聚集在設(shè)備內(nèi)部，而部分反射能量與輸出電壓合并，使發(fā)射機功放場效應(yīng)管在短時間內(nèi)承擔(dān)較大的電壓，很有可能被燒毀，造成發(fā)射機損壞，嚴重時甚至?xí){到工作人員安全。為了解決此類問題，發(fā)射機會使用反射保護裝置來避免反射能量與輸出電壓的合并。其原理是實時檢測發(fā)射機的駐波能量，并自動判斷有沒有達到保護閾值。當(dāng)檢測到的能量大于保護裝置的設(shè)定數(shù)值時，系統(tǒng)發(fā)出控制信號來封鎖射頻功能，促使發(fā)射機慢慢恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)，使功放場效應(yīng)管不必承受過高的瞬時電壓，進而保證了發(fā)射機的安全。

2 發(fā)射機發(fā)生反射的原因分析

2.1 天氣原因

通過結(jié)合歷年數(shù)據(jù)和具體情況分析得出，暴雨、雷電、沙塵等惡劣天氣是發(fā)射機反射保護狀態(tài)的高發(fā)時段。中波發(fā)射機的工作、調(diào)配受到環(huán)境、空間中客觀因素的影響較大，傳播介質(zhì)、磁場的變動都會引起其工作狀態(tài)的變化，需要及時調(diào)整相關(guān)的參數(shù)，進而引起發(fā)射機的反射保護。在暴雨、雷電、沙塵等惡劣天氣時，空氣中的靜電量會增加，造成發(fā)射機壓過高，并出現(xiàn)放電的現(xiàn)象。發(fā)射機通常會與地面自動連接，為防止拉繩被燒毀，而產(chǎn)生反射保護。惡劣天氣導(dǎo)致反射保護的情況比較常見，在中波的傳播空間中，介質(zhì)、磁場、電流等因素的變化，是導(dǎo)致相關(guān)問題的主要原因。

2.2 其他原因

此外，在中波發(fā)射塔調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的工作發(fā)生故障時也能夠引起發(fā)射機的反射保護。為此，廣播電視臺的維護人員會定期巡視元器件，盡可能將室內(nèi)溫度維持在正常范圍內(nèi)。當(dāng)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的電容長期工作在不正常狀態(tài)下，電容積攢的荷載能量會在高電壓的影響下出現(xiàn)放電的情況。而放電會引起天調(diào)網(wǎng)絡(luò)失靈，使反射保護裝置檢測到異常電壓、能量而開始工作。另外，發(fā)射塔附近的磁場、電介質(zhì)也可能引發(fā)瞬時的電壓、能量波動而引起反射保護。比如環(huán)境中與廣播發(fā)射頻率相近的電磁波路經(jīng)發(fā)射塔時，阻塞網(wǎng)絡(luò)無法阻止其進入網(wǎng)絡(luò)時，也會導(dǎo)致反射機進行自動的反射保護。還有難以避免的是，目前廣播臺使用中的發(fā)射機具有質(zhì)量好，功效強，穩(wěn)定性強等優(yōu)點，但為了保護發(fā)射機和操作人員的安全而采用較為敏感的保護監(jiān)測裝置，因此會因異常的波動而發(fā)生誤報情況，并引起反射保護狀態(tài)。

3 惡劣天氣對中波廣播發(fā)射造成的具體影響

3.1 暴雨、雷電天氣對中波廣播發(fā)射的影響

暴雨、雷電天氣極易影響到中波廣播發(fā)射正常運轉(zhuǎn)。陰雨天氣的空氣濕度較高，水汽較重，地表濕度會極度增加，因此空氣中的水分成為導(dǎo)電介質(zhì)使空氣的介電常數(shù)產(chǎn)生變化，進而使局部的區(qū)域空間的電場強度明顯增加，靜電反應(yīng)很容易發(fā)生在發(fā)射裝置上，繼而發(fā)生放電現(xiàn)象，而引起反射保護。出現(xiàn)這樣的狀況，同時空氣中的水分子會在放電的作用下產(chǎn)生電離現(xiàn)象，空氣中的電離子使移動電荷增加進而降低天線的阻抗性能，阻抗能力減弱，又會導(dǎo)致發(fā)射機出現(xiàn)反射保護的現(xiàn)象。在較空曠的高處區(qū)域，在強雷電天氣的影響下，由于發(fā)射塔與地面相連，甚至有可能會引起直雷擊產(chǎn)生。中波廣播發(fā)射機的自我保護系統(tǒng)因預(yù)置的保護設(shè)定而增加負荷量，與信號進行全反射的對抗。目前廣播電臺的中波發(fā)射系統(tǒng)的防雷措施雖已很完善，但也需要將發(fā)射塔進行接地處理，來保護系統(tǒng)免受雷擊的直擊而損壞設(shè)備。在進行接地處理后的發(fā)射機輸出端與地面直接相連，因而具有較高的負載阻抗值，發(fā)射機會自然地進行發(fā)射保護。而在強雷雨天氣結(jié)束后，發(fā)射塔底端能夠看到放電后高能量引起的地面燒焦痕跡，證明了接地保護的有效性。

3.2 沙塵天氣對中波廣播發(fā)射造成的影響

我國北方大部分地區(qū)水量較少，沙土面積較大，在秋冬季節(jié)氣候干燥，極易出現(xiàn)大風(fēng)或沙塵天氣。當(dāng)沙塵天氣來臨時，大量沙塵顆粒被摻雜到空氣中，在沙塵對拉繩的摩擦中就會產(chǎn)生靜電。持續(xù)的摩擦行為會讓釋電繩不斷積累靜電，當(dāng)靜電荷超出拉繩的承載量后，向外釋放電荷而出現(xiàn)放電情況，進而導(dǎo)致發(fā)射機的反射保護裝置開始啟動。同時沙塵天氣下，大氣中的粉塵、沙粒也隨著空氣的流動而飛離地面，引起粉塵、沙粒在空氣中的含量增加，摩擦行為加劇，靜電現(xiàn)象愈加頻繁，提高了中波廣播發(fā)射機出現(xiàn)反射保護的幾率。

4 惡劣天氣對中波廣播發(fā)射造成影響的應(yīng)對策略

通過前文的分析總結(jié)，已知惡劣天氣是影響中波廣播發(fā)射機正常運行的主要原因。為保障發(fā)射機能夠的平穩(wěn)運行，則需要將惡劣天氣的對應(yīng)方式，納入發(fā)射機管理工作中。通常中波發(fā)射系統(tǒng)會額外增加靜電泄放裝置在系統(tǒng)靜電積蓄至一定程度后，自動釋放。其工作原理就是通過控制天線的抗阻來避免發(fā)射機的電荷能量，當(dāng)天線塔周邊出現(xiàn)惡劣天氣時，此裝置能夠及時釋放天線塔積蓄的靜電荷，避免天線塔放電現(xiàn)象引起的反射保護，保證中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的正常運行。當(dāng)遇到強雷電天氣時，電場強度非常大，靜電泄電器已經(jīng)不能正常運轉(zhuǎn)，其原因是拉繩上的靜電積蓄值超出該裝置的可承受范圍，無法完全釋放拉繩上的感應(yīng)靜電電荷。遇到這樣的情況，則需要更加高效的方式來解決問題。這也說明，靜電泄電器的功能還需要不斷完善和更新，提高釋放靜電的強度，以便有效應(yīng)對惡劣天氣，使中波廣播發(fā)生系統(tǒng)能夠通過快速釋放靜電，來避免保護裝置的不正常啟動，從而使系統(tǒng)得到有效運行。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷深入，廣播設(shè)備的更新?lián)Q代在有條不紊的進行當(dāng)中，其中應(yīng)對惡劣天氣的影響是新型廣播設(shè)備的主要研究方向，而針對惡劣天氣中容易產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，應(yīng)用電感設(shè)計來調(diào)整天線、廣播系統(tǒng)中積蓄的靜電荷，使其能夠快速有效的釋放出來，從而降低發(fā)射塔周邊大氣、自然環(huán)境對廣播系統(tǒng)、設(shè)備的不良影響，使其在工作發(fā)射中波時，能夠正常、有效、高質(zhì)量的運行。

5 結(jié)束語

惡劣天氣是影響中波廣播發(fā)射的主要因素，在中波廣播使用過程中要最大程度上規(guī)避惡劣天氣帶來的風(fēng)險。本文深入研究了惡劣天氣對中波廣播發(fā)射的影響，首先分析造成中波廣播反射保護的原因，再著重闡述了不同的惡劣天氣對中波廣播發(fā)射造成的不同損害，并提出了相應(yīng)的解決措施。對靜電泄電器的應(yīng)用和改善，是中波廣播發(fā)射系統(tǒng)正常工作的有效保證，同時對空氣電荷、設(shè)備靜電積蓄的有效調(diào)整，避免保護系統(tǒng)的誤啟動。文章中對中波廣播發(fā)射的相關(guān)分析和闡述希望能為中波廣播臺解決這些類似問題提供一些參考資料，以全面推動中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。