抗高频干扰技术在短波发射机房的应用

2016-11-30郭兴安国家新闻出版广电总局725台山西晋中030600

中国科技纵横 2016年2期

郭兴安(国家新闻出版广电总局725台,山西晋中 030600)

抗高频干扰技术在短波发射机房的应用

郭兴安
(国家新闻出版广电总局725台,山西晋中 030600)

【摘要】短波的工作频率从数兆到数十兆赫兹不等,对于发射机本身就是一个强磁场和高电场的信号源,引入的强高频干扰也主要集中在这个频段内。它所产生的谐波干扰和电磁辐射,都属于高频干扰。本文讲述了作者在短波机房工作中经常遇到的几种高频干扰,通过理论联系实际对高频干扰造成的设备不稳定进行了阐述。

【关键词】高频干扰接地屏蔽滤波

【Abstract】The work shortwave frequencies from several megabytes to tens of megahertz range, the transmitter itself is the source of a strong magnetic field and high electric field, the introduction of a strong high-frequency interference are mainly concentrated in this band.Harmonic interference and electromagnetic radiation it produces, both are high-frequency interference.This article describes several high-frequency interference in shortwave author often encountered in the work room, through theory and practice of high frequency interference caused by equipment instability described.

【Key words】high-frequency interference shielding filter grounding

电磁干扰是干扰电缆中信号，并有效降低信号完好性的电子噪音，通常由电磁辐射源发生如:马达、变压器和机器产生，它在我们身边随处可见。比如:手机来电时，身旁的音响会发出“咔、咔”的干扰声，在大功率发射台附近收看电视会有网纹和伴音的干扰等等。电磁干扰无处不在严重影响着设备的正常运行。在维护DF100kwPSM短波发射机的工作中，经常会出现较强的电磁辐射干扰发射机的工作状态，使其各项指标达不到技术要求。因此工作人员在不断的实践当中提出了许多的抗干扰措施，能有效的解决高频电磁干扰。

1 发射机房常见的几种干扰方式

高频电磁干扰的形式多种多样，在维护DF100kwPSM短波发射机的工作当中，碰到常见的高频干扰有3种:接地线引起的地环路干扰、电源引起的干扰和辐射干扰三种。

2 采用的抗干扰措施

抗干扰的基本原则是:抑制干扰源，切断干扰途径，提高元器件的抗干扰能力。

(1)接地。短波发射台站的很多控制系统的硬件都置于一个机柜里面，所以机柜必须要有良好的接地。同时，由于这些控制系统都与发射机相连接或者互相连接，所以还要考虑控制系统和发射机间的接地问题。发射机射频系统的良好接地，对减少寄生振荡抑制高频辐射和高频干扰，确保发射机稳定有很大的作用。(2)使用屏蔽罩和屏蔽罩线。采用屏蔽的方法可将干扰限制在屏蔽层内，屏蔽是一种很重要的在大功率短波发射台站控制系统的抗干扰技术。其工作原理是:将干扰的对象或者说是干扰源包围，然后对磁场空间的干扰等来源进行阻碍，使得信号传输受到一定的限制，将干扰源排斥在该区域外。屏蔽时我们可以采取多层屏蔽，外层铝、里层铜。(3)采用滤波器。滤波器应对高频干扰是常用措施。滤波主要是将某些特定频率波段的信号从输入信号中过滤出去，能够使得信号进行筛选，在很大程度上抑制了干扰。在安装滤波器时应尽量将滤波器靠近电源端，使它与电源之间连线最短。滤波器的金属外壳要紧贴机箱，不能仅仅依靠接地线，因为此地线对于高频来说会呈现一定的阻抗。(4)采用穿心电容。穿心式电容，因为其电感较普通电容小得多，故而自谐振频率很高；同时，由于其采用穿心式的安装方式，能有效地防止了高频信号从输入端直接耦合到输出端，因此，这种低通高阻的组合，在 1GHz 频率范围内，提供了极好的抑制效果。

3 高频抗干扰技术应用举例

在发射机运行的初期，由于设备是全新的金属表面没有氧化，机架之间连接紧密，发射机设备接地极中影响土壤电导率的降助剂处在有效期，因此设备的总体接地电阻能达到技术要求。随着时间的流逝，我台发射机至今投入使用已15余年，机器设备表面氧化，接地极中壤电导率下降，设备整体的接地电阻在逐渐增大，高频电磁干扰问题日趋严重。严重影响设备的稳定性，我们针对出现的三种干扰采取了不同的抗干扰措施，取得了预期效果。

3.1 PSM发射机的地环路干扰

(1)某部发射机在播音中突然出现杂音，值班员巡视发射机发现其高前阴流、高末栅流同时增大，调谐时找不到调谐点，10来分钟故障消失。故障出现以来反反复复多次，更换相关回路元器件均不起作用。把此发射机和相邻的发射机地线断开后故障消失。经过分析此故障是地环路干扰引起的故障。地环路干扰是一种较常见的干扰现象，常常发生在通过较长电缆连接的相距较远的设备之间。其产生的内在原因是设备之间的地线电位差。地线电压导致了地环路电流，由于电路的非平衡性，地环路电流导致对电路造成影响的差模干扰电压。我台发射机房8部机器接地极地线并联相接，地线连接距离相对较长，而发射机工作频率都工作在高频内，它们的波长相对于8部机器的接地线的长度来说是长线。显然不同频率在地线上的电流不同，由于年代的增长设备接地极中土壤电导率下降，使得设备整体的接地电阻增大，地线产生较大阻抗因此会产生差模电压，对电路造成干扰。

(2)采取的措施。基本思路:一个是减小地线的阻抗，从而减小干扰电压；另一个是将地环路切断，即消除了地环路.解决方法:把相邻发射机地线断开，将地环路切断；在机房外又加做2块高频接地极，严格按照《短波广播发射台工艺设备安装规范》中规定的地线施工标准操作，使其电阻小于或接近4Ω，从相邻发射机地线断开的地方两边分别相接。改动之后故障一直未出现。

3.2 PSM发射机电源部分的高频干扰

(1)一段时间内多部发射机模块上的IGBT连续发生击穿现象，IGBT 的损坏率很高。经过分析是给48个模块供电的2个调制变压器附近有很强的干扰。在模块工作中开关管IGBT受音频控制经常开通、关断，导通时流过电流，关断时期间变压器绕组漏感引起的电流

突变会产生尖峰干扰，这样电源向模块提供电压的同时也将此尖峰干扰加到模块上，击穿IGBT。(2)采取的措施。基本思路:对变压器电感器和大电流引线，采用屏蔽罩来屏蔽磁干扰。解决方法:在实际操作当中由于受客观条件所限制，为减少耦合在2个调制变压器铁芯用宽铜皮接地，切断尖峰干扰对输入电源模块的影响。改动之后模块损坏的几率大大降低。

3.3 PSM发射机产生的谐波强辐射干扰

(1)一段时间以来某部发射机高前自动调谐频繁的失败，但手动调谐正常。因为短波的工作频率从数兆到数十兆赫兹不等，信号线上引入的强高频干扰也主要集中在这个频段内。对于发射机本身就是一个强磁场和高电场的信号源，它所产生的谐波干扰和电磁辐射，都属于高频干扰。而大多短波发射台站的控制设备处在射频磁场中，那么它遭到辐射的影响会更大。(2)采取的措施。基本思路:因为此高频干扰没有规律，情况非常复杂，所以采取接地、屏蔽、滤波等综合的措施进行解决。解决方法:对自动化机柜增设宽铜皮接地，对机柜里的工控机和各控制线进行铜蛇皮网屏蔽，这样就对自动化控制系统的前端机进行了双层屏蔽。外层屏蔽为机柜，内层屏蔽为工控机机壳。最后各机箱的保护地全部连接于一接地点，实现对控制系统的屏蔽。但是系统屏蔽以后，干扰还可以从各控制线引入。因此，对所有进出机柜的引线进行滤波，以防止外部干扰进出屏蔽罩内。在控制线进入屏蔽罩的地方加装滤波器和穿心电容，对进入屏蔽罩内的导线在进行滤波处理，减少导线上高频干扰。改动之后故障出现的几率大大降低。

4 需要注意的问题

(1)所有高频滤波器使用的电容器、扼流圈以及屏蔽罩的接地线应尽可能的短，以利于提高滤波效果。(2)屏蔽罩的开孔。在工作当中我们需要在屏蔽罩上开一些孔，用于连接、通风安装、维修等问题。会影响屏蔽的效果，漏磁的大小取决于开孔的直线尺寸，而不是孔的多少。因此我们要施工完对屏蔽罩的接缝进行焊接或用屏蔽线塞实。(3)屏蔽线的目数决定屏蔽效果。(4)屏蔽信号线的屏蔽层要一端接地，同时要避免多点接地。