中短波廣播發(fā)射機的電磁干擾研究

張濤

【摘要】近年來，隨著科技的進步，作為中短波廣播信號傳輸發(fā)射的核心設備—中短波發(fā)射機技術也有了長足的進步，中短波信號傳輸效果有了明顯改善。但由于中短波廣播發(fā)射機電子路線復雜、需多項發(fā)射裝置協(xié)同使用，所以在實踐應用中經(jīng)常會出現(xiàn)電子干擾問題。鑒于此，本文針對中短波廣播發(fā)射機的電磁干擾問題進行詳細分析，并提出針對性解決措施以供借鑒參考。

【關鍵詞】中短波;廣播發(fā)射機;電磁干擾

中圖分類號：TN925 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1673-0348（2020）09-071-03

[Abstract] in recent years， with the progress of science and technology， as the core equipment of medium and short wave broadcast signal transmission and transmission， the medium and short wave transmitter technology has made great progress， and the transmission effect of medium and short wave signal has been improved significantly. However， due to the complexity of the electronic route of the medium and short wave broadcasting transmitter and the need for multiple transmitters to work together， electronic interference often occurs in practical applications. In view of this， this paper analyzes the electromagnetic interference of the medium and short wave broadcasting transmitter in detail， and puts forward the targeted solutions for reference.

[Key words] medium and short wave; broadcasting transmitter; electromagnetic interference

電磁干擾屬于機器在運行中產(chǎn)生的電磁場出現(xiàn)自我干擾或互相干擾現(xiàn)象，隨著電子系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大與電路結構日益復雜化，進一步加劇了這種現(xiàn)象。中短波廣播發(fā)射機作為廣播行業(yè)傳輸信號的重要設備，在使用過程中更是極易受到高磁干擾，從而阻礙信號的傳輸、影響信號的質(zhì)量，所以對中短波廣播發(fā)射機電磁干擾問題的研究勢在必行。

1. 中短波廣播發(fā)射機簡述

中短波廣播技術被創(chuàng)造于20世紀20年代，距今已有100多年的歷史，經(jīng)過了漫長發(fā)展與升級，如今的中短波廣播技術早已超越以往，大大提高了運作質(zhì)量與效率。而中短波發(fā)射機的發(fā)展則歷經(jīng)了四個階段，分別是起步階段、二戰(zhàn)后的停滯階段、二戰(zhàn)恢復期的準備階段、20世紀70年代后至今的升級階段。在前三個階段中，中短波廣播發(fā)射機機型未被調(diào)動和更換，為電子管乙類屏調(diào)機。伴隨近代科學技術的不斷發(fā)展，PDM發(fā)射機、PSM發(fā)射機等多種機型相繼出現(xiàn)，由此步入了中短波廣播發(fā)射機的快速發(fā)展階段。

在中短波廣播發(fā)射機愈發(fā)先進與高科技的同時，電磁干擾問題也愈加明顯和突出，已經(jīng)到了必要解決的地步，電磁干擾的危害甚大，這也是本次研究的初衷，希望可以透過這次研究，可以加快、加大解決電磁干擾問題，這是具有重要的現(xiàn)實意義的。

2. 中短波廣播發(fā)射機電磁干擾原因分析

2.1 中短波廣播發(fā)射機所受到的電磁串擾問題分析

在中短波廣播發(fā)射機日常運行中會產(chǎn)生電磁，電磁的存在勢必對信號傳輸造成極強的干擾，只因中短波廣播發(fā)射機中存在電源、控制、信號傳輸、監(jiān)控等多個分支系統(tǒng)，而系統(tǒng)間存在相互配合與相互作用，自然會造成一連串的電磁影響，也就形成了所謂的電磁干擾，這使得中短波廣播發(fā)射機發(fā)射的信號質(zhì)量被拉低。近幾年，廣播行業(yè)一直沒有放棄尋找突破與解決這類問題的辦法，也經(jīng)過多項實踐研究發(fā)現(xiàn)，對廣播發(fā)射機形成電磁干擾的根本原因是發(fā)射機內(nèi)部設備之間存在電磁感應，它們相互作用、相互影響最終形成了對中短波廣播發(fā)射機的電磁干擾連鎖反應，尤其處于高頻場中，電磁串擾程度就更為嚴重。

2.2 中短波廣播發(fā)射機所受到的強電磁場干擾分析

電磁干擾的緣由很多，不可具體統(tǒng)計。他們大多都被視為來自強電磁場對廣播發(fā)射機的高頻率、高強度的電磁干擾。強電磁場對于中短波廣播發(fā)射機系統(tǒng)的干擾較為強烈，還可延伸與擴張到對計算機、數(shù)字電路等設備的擾動，可見其干擾威力與強度。它的干擾強度與頻率完全取決于眾多設備抗干擾能力的強弱，換言之，就是對干擾的敏感度高或低。不難得出結論，這些無形的電磁是很難用人力、人為去有效控制的，尤其需要引起重視的是，這些電磁干擾對中短波廣播發(fā)射機的影響很難在內(nèi)部消化解決。所以，需要人們在解決這類問題上另辟蹊徑，采用創(chuàng)新辦法和手段去降低電磁干擾，確保設備正常運行。

3. 電磁干擾類別與機理

3.1 被測信號干擾

廣播被干擾的狀況時有發(fā)生，而且長期存在。而最常見的是中短波信號受到干擾，這種干擾形式歸屬于電磁干擾行列，根據(jù)干擾方式的不同可歸納為兩種形式：常態(tài)干擾和共模干擾。常態(tài)干擾主要透過信號疊加方式對原信號進行干擾。而原信號在這里也分為兩種，一種為直流信號，另一種為交變信號，前者存在變化，后者變化不大，而經(jīng)常應用于疊加的信號則主要是交變信號。共模干擾主要與轉換器有關，正因它的存在，還易產(chǎn)生這類干擾，如將幅值相等的干擾電壓同時注入信號端和接地端時，則會產(chǎn)生與原信號難以區(qū)分的電噪聲，而共模干擾就是在這種狀況下產(chǎn)生的稱謂，相位相反則稱之為差模干擾或串模干擾。

3.2 程序干擾

程序干擾也是電磁干擾中較為常見的一種形式，主要體現(xiàn)于中短波發(fā)射機間，且一般在磁場較為復雜的環(huán)境下造成干擾。就目前情況來說，很多廣播發(fā)射站都已實現(xiàn)自動化監(jiān)測與監(jiān)控，不同的廣播發(fā)射站的自動化系統(tǒng)也不盡相同，但就是這些裝置在運行過程中很容易出現(xiàn)缺陷和瑕疵。如電位接地和屏蔽過程中處理不當，就容易造成電磁干擾，而最易出現(xiàn)問題的部位無疑是可編程邏輯控制器，一旦這個部位受到干擾，會造成中短波發(fā)射機的程序紊亂，而程序的紊亂必然導致運行方式上出現(xiàn)問題。

3.3 線間耦合干擾

線間耦合干擾是一種典型的電磁干擾形式，也是中短波廣播發(fā)射機間常見的電磁干擾方式。線間耦合干擾通常有三種表現(xiàn)形式，依次是電容性耦合、電磁性耦合、電感性耦合。這三種干擾形式的出現(xiàn)脫不開中短波發(fā)射機電路中存在耦合干擾的關系。眾所周知，兩個電路回路之間產(chǎn)生磁場，而該磁場很容易發(fā)生相互作用，一旦出現(xiàn)這種狀況，就易形成電容性耦合;電磁性耦合會設計兩者不同的“場”，分別是電場和磁場，歷經(jīng)兩種不同屬性“場”之間的相互影響從而產(chǎn)生。

3.4 地面干擾

地面干擾主要涉及地面設備，干擾的產(chǎn)生與設備關系重大。這里又涉及兩個方面，一方面是雜散指標，另一方面就是傳輸信號波，如果設備不符合質(zhì)量規(guī)定，很容易出現(xiàn)雜散指標不達標的問題。同時，傳輸?shù)男盘柌ɡ锩嬉埠芸赡艽嬖陔s波和諧波，這也是造成干擾的源頭。除了這些，設備自身安裝出現(xiàn)問題也會形成干擾。

4. 中短波廣播發(fā)射機的電磁干擾抑制策略

針對以上出現(xiàn)的若干個電磁干擾，應當結合電磁干擾現(xiàn)狀，及時制定并推行相關抑制干擾策略，將干擾抑制和消除，從而確保中短波廣播發(fā)射機正常運轉，最終提高廣播信號傳輸質(zhì)量與效率。具體抑制策略如下：

4.1 優(yōu)化地線布局

地線的優(yōu)化布局是常用的抑制電磁干擾措施，能夠盡可能的節(jié)約成本、提高抑制效果，這是它的優(yōu)勢與特點。在地線設計中，應預先明確地線的長度與數(shù)量，避免引入條數(shù)過多、尺寸過大，造成浪費。在此基礎上，要合理布局地線位置、高低、方位，確保各個線路保持獨立性，避免發(fā)生串擾現(xiàn)象。具體而言，可以分為三種路徑達成目標：一是采用多點接地，降低對地阻抗;二是間接接地，主要借助耦合器件、光纖器件等媒介與大地連接;三是混合接地，要根據(jù)中短波廣播發(fā)射機的運行狀態(tài)和其他實際情況合理設計并實施混合接地，使得整個接地系統(tǒng)符合實際需求和需要。

4.2 加強屏蔽措施

抗干擾性設計大多從中短波廣播發(fā)射機系統(tǒng)層面入手，一般而言，發(fā)射機及屏蔽層都需要與地面接觸與相連，如果地線規(guī)格不符合規(guī)定也很容易造成電磁干擾。對此，在合情合理條件下，調(diào)動發(fā)射機安裝位置，使其靠近地面，甚至可借助地極實現(xiàn)接地目的。值得一提的是，地極與地線要連接緊實，確保其牢固程度符合安裝要求與需求，安放在較深的地下，還要匹配相應的降阻設計與設備，如安置四分管降低電阻。除此之外，屏蔽層的接地也是重點環(huán)節(jié)，需要重點對待，而將屏蔽層進行接地的處理，旨在提高信號抗干擾性，避免信號質(zhì)量與傳輸過程不受干擾與影響。這個過程中，為了避免接發(fā)生耦合反應，應竭力采用多點接地形式。

4.3 引入濾波環(huán)節(jié)

除了考慮地線與屏蔽層方面的硬性優(yōu)化，還需考慮濾波層面的軟性優(yōu)化，值得一提的是，濾波應用的最大好處是可透過信號與噪聲的頻域特性差異，剝離出噪音，這是濾波的最顯著作用，在抗電磁干擾問題上，應當加強對濾波的設計的應用，可以有效解決常態(tài)干擾。常見的濾波技術有高通濾波、帶通濾波、均值濾波等，可借助硬件和軟件雙向達成抗干擾目的。從硬件角度來看，在易產(chǎn)生電磁干擾的部位進行濾波器的安裝，可根本性切除電磁產(chǎn)生的可能;從軟件角度來看，可適當調(diào)整與改變?yōu)V波算法，主要運用均值濾波、中值濾波等技術進行信號處理，或者采用小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡等頻域濾波技術，從而達成抗干擾、防電磁目的，從而最終保護信號傳播不受影響。

4.4 抑制共模干擾

共模干擾在中短波廣播發(fā)射機中較為常見，理應要引起重視，并認真研究抑制共模干擾的策略及方案。日常狀況下，抑制共模干擾辦法主要有兩種，分別是：第一，對前置放大器機型進行篩選，比如可采用具有雙端接入口的運放來完成數(shù)模轉換工作，這種方式可取代過往固定模式的模數(shù)轉換器件，優(yōu)勢較為突出，那就是可進一步隔離模擬負載和數(shù)字源，這種狀況下，共模環(huán)境即可被打破，共模條件則不可構成，就可輕易便捷的阻礙共模干擾形成;第二，合理運用數(shù)字濾波技術，這種技術對于抑制共模干擾有著顯著的作用，主要是從通道數(shù)字信號入手，即可從根本上抑制共模干擾產(chǎn)生的影響，也是一種提高信號質(zhì)量的有效辦法。

5. 結束語

綜上所述，造成中短波廣播發(fā)射機的電磁干擾的緣由很多，且干擾類型多樣化，想要從根本上解決電磁干擾問題，就需要追溯問題源頭，找出干擾形成原理與原因，切實制定并實施相對應的解決方案，只有這樣，才能確保電磁干擾在第一時間內(nèi)被抑制和消除，那么，廣播事業(yè)發(fā)展必然更順暢。

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