淺析中短波廣播發(fā)射臺的電磁干擾與解決方法

李偉

（內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾548 臺，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

前言：伴隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新媒體沖擊著傳統(tǒng)廣播電視行業(yè)的發(fā)展，中短波廣播發(fā)射臺作為傳統(tǒng)傳媒行業(yè)的重要組成部分，面臨的行業(yè)競爭也越來越激烈。電磁干擾是中短波廣播發(fā)射臺受到的主要干擾類型，也是影響中短波廣播發(fā)射臺進(jìn)一步發(fā)展的重要問題?；诖耍疚膶χ卸滩◤V播發(fā)射臺的電磁干擾及其解決方法進(jìn)行分析和探究。

一、中短波發(fā)射臺的相關(guān)內(nèi)容

中短波廣播信號是通過波的形式進(jìn)行傳遞的，也就是所說的電磁波通過相關(guān)調(diào)節(jié)設(shè)備對信號進(jìn)行放大、調(diào)制等操作進(jìn)行輸出的。廣播發(fā)射中心是中短波信號傳輸?shù)某霭l(fā)點，中短波發(fā)射臺發(fā)射的是中波和短波信號，這里說的中波頻率范圍為526～ 1606 kHz，而短波的頻率范圍在2.3～ 26 MHz。中短波的波長在50～ 200 m。在傳播過程中，中短波廣播信號主要是通過地波傳播和天波傳播兩種方式進(jìn)行傳播的，并且不同的波長和頻率，中波和短波的廣播傳播范圍也是不同的。通常情況下，短波主要應(yīng)用在較遠(yuǎn)距離的傳播，比如：常見的國際廣播就是通過短波的方式發(fā)射，而中波則主要是以地波傳播方式進(jìn)行傳播。由于中波在傳輸過程中被劃分為上百個頻道，在地面?zhèn)鞑ミ^程中信號衰減較小，而且信號傳播比較穩(wěn)定，外界環(huán)境的波動不會對其產(chǎn)生影響。但是，中短波發(fā)射臺作為信號產(chǎn)生地很容易受到外界環(huán)境的影響，尤其是電磁干擾對其會產(chǎn)生較大影響。根據(jù)電磁場的特征，本文將電磁干擾現(xiàn)象分為兩種主要形式：傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾是指干擾源以電解質(zhì)為傳播媒介對其他電磁網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的干擾；輻射干擾是指干擾源在空間中傳播，相互覆蓋、相互作用而形成的干擾。根據(jù)干擾源的來源，又可以將電磁干擾分為人為干擾和自然干擾兩種。人為干擾是指設(shè)備周邊由于其他設(shè)備而產(chǎn)生的信號相互干擾；自然干擾則是由于氣象、大氣結(jié)構(gòu)、空間環(huán)境等因素造成的信號干擾。另外，根據(jù)干擾的重要程度，又可以將電磁指一旦存在電磁干干擾分為功能型干擾和非功能型干擾。其中，功能型干擾是擾，將會直接影響設(shè)備的正常功能；非功能型干擾則不會直接影響設(shè)備功能的正常使用。對于中短波廣播發(fā)射機(jī)而言，一方面由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元器件眾多，另一方面考慮到廣播發(fā)射臺中或周邊存在許多電磁設(shè)備，因而幾乎涉及上述的所有類型的電磁干擾。

二、電磁干擾的相關(guān)內(nèi)容簡述

中短波廣播的出現(xiàn)較早，是20 世紀(jì)就開始應(yīng)用的媒體手段。在以往的發(fā)展過程中，中短波廣播的確發(fā)揮出了強(qiáng)大的效果，同時又因為其價格低廉普及較廣，所以幾乎是成為基礎(chǔ)通信手段的主導(dǎo)者。但是隨著時代的發(fā)展，科技的不斷深入研究使得越來越多的媒體技術(shù)走入大眾的視野，中短波廣播平臺的發(fā)展也就開始遭遇挑戰(zhàn)，盡管說我們承認(rèn)中短波廣播曾做出巨大貢獻(xiàn)，并且在如今依然擁有者不可替代的作用，但是被時代所遺忘和被市場新主體挑戰(zhàn)也是中短波廣播發(fā)展必須要認(rèn)清的現(xiàn)狀。中短波廣播發(fā)射臺產(chǎn)生的電磁干擾問題原因較為復(fù)雜，自然因素、人為因素的作用，均有可能引發(fā)電磁干擾，造成中短波發(fā)射臺信號發(fā)射穩(wěn)定性降低，影響實際使用效果。宇宙射線、太陽射線在很大程度上都會造成電磁干擾，影響中短波廣播發(fā)射臺的正常運(yùn)行。而人為因素導(dǎo)致的電磁干擾則主要是指在中短波廣播發(fā)射臺信號傳輸過程中，由于人為發(fā)出的電磁波干擾導(dǎo)致的一些雜波出現(xiàn)，影響了中短波廣播發(fā)射臺運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型傳播技術(shù)在為中短波廣播發(fā)射技術(shù)升級提供有力技術(shù)支持外，也會在技術(shù)應(yīng)用過程中對中短波信號傳輸過程產(chǎn)生一定影響，這些都是中短波廣播發(fā)射臺在運(yùn)行過程中可能遇到的電磁干擾問題產(chǎn)生的根本原因。中短波的電磁干擾，指的是在中短波的信號頻段內(nèi)，產(chǎn)生了其他的無用信號或電磁影響，使通過中短波通信接收到的信號受到損害，影響有效信號的接收。通常情況下，產(chǎn)生電磁干擾既有自然原因也有人為原因。自然原因是由宇宙射線、雷擊或者太陽射線等自然因素產(chǎn)生的；人為原因是指在中短波廣播發(fā)射信號過程中，受到了其他電磁波的干擾，產(chǎn)生各種雜波。目前，由于各種傳播技術(shù)的發(fā)展，中短波在發(fā)射過程中很容易產(chǎn)生電磁干擾，因此，中短波信號的傳輸質(zhì)量受到很大影響。

三、中短波廣播發(fā)射臺的電磁干擾類型的相關(guān)分析

（一）被測信號的電磁干擾

被測信號干擾是當(dāng)前中短波廣播發(fā)射臺面臨的主要電磁干擾類型之一，根據(jù)電磁干擾的表現(xiàn)又分為共模干擾和常態(tài)干擾兩種表現(xiàn)方式。其中，共模干擾主要是指轉(zhuǎn)化器的兩個輸入端口都會出現(xiàn)相類似的干擾，因此，在直流以及交流電的電壓環(huán)境下，極易出現(xiàn)共模干擾，造成信號不穩(wěn)定性，對正常的設(shè)備使用以及信號接收產(chǎn)生影響。在電磁干擾情況下，造成廣播信號出現(xiàn)噪音，噪音與信號疊加有關(guān)，二者之間呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系，在電磁干擾過程中，應(yīng)進(jìn)行必要的梳理。文章中研究的電磁干擾主要是針對變化頻率快、變化無規(guī)律的交變信號，在研究過程中，應(yīng)做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作，基于整個中短波廣播發(fā)射臺監(jiān)控系統(tǒng)對相關(guān)信號進(jìn)行全面分析，在檢測過程中，一旦發(fā)現(xiàn)被檢測信號為單端輸入，那么受到共模干擾的影響，被測信號的單端電壓就會變成常態(tài)干擾信號。為避免中短波廣播發(fā)射臺出現(xiàn)常態(tài)干擾情況，可以調(diào)整技術(shù)方案，使用雙端輸入機(jī)制。

（二）程序干擾

程序干擾作為電磁干擾的主要類型之一，對于中短波廣播發(fā)射臺的正常運(yùn)行產(chǎn)生了極大阻礙。幾乎所有的中短波廣播發(fā)射臺都已經(jīng)采取了智能化監(jiān)控系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，并且在智能化技術(shù)和自動化技術(shù)支持下，對于發(fā)射臺使用的機(jī)箱以及控制器等設(shè)備，都采取了必要的技術(shù)手段，因此，抗電磁干擾能力較強(qiáng)，這里所說的程序干擾主要是指復(fù)雜電磁環(huán)境下自動化控制和監(jiān)控系統(tǒng)可能出現(xiàn)的干擾問題。其中，可編程邏輯控制器的應(yīng)用讓信號傳播更為便捷高效，但會對整個自動控制系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，導(dǎo)致中短波廣播發(fā)射臺的各個具體操作環(huán)節(jié)有可能出現(xiàn)程序干擾問題，比如：電位接地或者是屏蔽沒有及時處理，或者是處理效果不夠理想，導(dǎo)致工控機(jī)、編程控制器在電磁干擾的情況下信號不穩(wěn)定，進(jìn)而對中短波發(fā)射機(jī)的安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。另外，在一定情況下，編程控制器錯誤發(fā)出指令，會導(dǎo)致中波發(fā)射臺的運(yùn)行狀態(tài)無法得到調(diào)控，使整個電路中出現(xiàn)感應(yīng)電流，進(jìn)而引發(fā)電磁干擾問題。

（三）線間耦合干擾

線間耦合干擾也是中短波廣播發(fā)射臺電磁干擾的一種常見干擾類型，具體的線間耦合干擾又有以下三種具體表現(xiàn)形式：一是電感性耦合干擾，二是電容性耦合干擾，三是電磁型耦合干擾。這三種線間耦合干擾方式在具體表現(xiàn)上存在一定的差異，但其產(chǎn)生原因均相同，都是由耦合干擾引發(fā)，盡管耦合干擾的誘發(fā)因素不同。耦合干擾下，電路之間的磁場相互作用，造成中短波發(fā)射臺無法正常運(yùn)行，信號傳輸穩(wěn)定性大大降低，無法滿足實際使用需求。

（四）地面干擾

中短波廣播發(fā)射臺的地面干擾主要有雜波干擾和諧波干擾兩種電磁干擾表現(xiàn)方式。如果中短波廣播發(fā)射臺在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了地面干擾問題，其輸出的信號清晰度就會受到影響。另外，地面干擾還會引起強(qiáng)度較高的中短波信號雜音，會對中短波廣播發(fā)射臺的信號質(zhì)量產(chǎn)生影響，進(jìn)而引發(fā)變頻器或者其他功效較高的廣播發(fā)射設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)轉(zhuǎn)，或者是信號傳輸失誤問題。地面干擾引發(fā)雜音會一直伴隨著中短波信號傳輸?shù)接脩舳?，對用戶接收廣播信號內(nèi)容造成一定的不良影響。

四、中短波廣播發(fā)射臺電磁干擾的有效應(yīng)對

（一）應(yīng)對共模干擾的方法和措施

共模干擾是中短波廣播發(fā)射臺電磁干擾的主要類型之一，通常情況下會采取以下幾方面措施來應(yīng)對。一是運(yùn)用雙端輸入的方式運(yùn)算模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)的前置放大器，以此將變壓器或者是對數(shù)字信號源的電磁干擾負(fù)載進(jìn)行分散，降低負(fù)載壓力，以此保證信號傳遞的高效率和高質(zhì)量。通過這種方式對共模干擾進(jìn)行處理，能夠使被測信號以較低負(fù)載進(jìn)入到發(fā)射臺之中，形成共模通路，增強(qiáng)電磁干擾的抵抗效能。二是使用數(shù)字濾波技術(shù)，在數(shù)字濾波技術(shù)的支持下，多個通道能夠使用同一個濾波程序，使多個信號得以同時處理，尤其在數(shù)字濾波器的濾波過程中，可以借助相應(yīng)程序，快速實現(xiàn)信號處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的穩(wěn)定傳輸，強(qiáng)化信號抗干擾能力。也就是實現(xiàn)數(shù)字濾波，這也是抗共模干擾的一種有效處理方式，數(shù)字濾波處理方式還具有操作簡便的優(yōu)勢。

（二）應(yīng)對常態(tài)干擾的方法和措施

對于常態(tài)干擾，可以嘗試從干擾信號的特性以及干擾信號的源頭兩個角度采取措施進(jìn)行應(yīng)對。如果常態(tài)干擾的電磁頻率比被測信號的頻率高，這時可以采用輸入低通濾波器的方式對常態(tài)干擾進(jìn)行處理，但如果常態(tài)干擾的頻率低于被測信號的頻率，那么則可以采用輸入高通濾波器的方法對其進(jìn)行處理。如果常態(tài)干擾的頻率與被測信號的頻率幾乎無差別，這時會采用帶通濾波器的方式進(jìn)行應(yīng)對。

（三）應(yīng)對程序干擾和線間耦合干擾的方法和措施

針對程序干擾問題，可以使用電纜屏蔽的方式進(jìn)行應(yīng)對，通過電纜對可編程邏輯控制器進(jìn)行部分屏蔽，或者是應(yīng)用高壓泄放元件技術(shù)對程序干擾問題進(jìn)行預(yù)防。通過上文分析可知，中短波廣播發(fā)射臺智能化和自臺監(jiān)控等系統(tǒng)的應(yīng)用依賴于信號輸入和輸出，輸入信號端和輸出信號端會之間的密切聯(lián)系是導(dǎo)致線間耦合干擾出現(xiàn)的原因，針對這一主要原因，在處理線間耦合干擾時，可以采用控制干擾源的方式，這樣能夠達(dá)到較好的抗干擾效果。具體來說，可以采用物理隔離的方法，應(yīng)用雙絞線或者是同軸電纜對干擾源進(jìn)行屏蔽，以此達(dá)到抗電磁干擾的目的。因此，亟待運(yùn)用相應(yīng)手段防控上述的耦合干擾。耦合干擾很可能來源于電力線或者某些信號線之間的強(qiáng)烈電磁場效應(yīng)，針對此類干擾需要運(yùn)用特定方式抑制干擾源或者屏蔽現(xiàn)存的線路干擾源。此外，技術(shù)人員還可靈活選擇同軸電纜或者雙絞線用于抵抗強(qiáng)度較高的線路耦合干擾，從而全面改進(jìn)現(xiàn)存的廣播發(fā)射回路。

結(jié)束語：本文通過對中短波廣播發(fā)射臺的電磁干擾及其應(yīng)對措施進(jìn)行分析和探討，指出為提高中短波廣播發(fā)射臺的技術(shù)水平和競爭能力，必須對電磁干擾現(xiàn)象進(jìn)行抗干擾途徑的探索。本文對中短波廣播發(fā)射臺電磁的干擾類型進(jìn)行了深入詳盡的分析和總結(jié)，并針對這些不同類型的電磁干擾，又提出了應(yīng)對中短波廣播發(fā)射臺抗干擾的有效措施。