中波广播发射台站的抗电磁干扰的分析应用

2016-12-01王长悦河南省南阳中波转播台河南南阳473000

科技传播 2016年12期

王长悦河南省南阳中波转播台，河南南阳　473000

中波广播发射台站的抗电磁干扰的分析应用

王长悦
河南省南阳中波转播台，河南南阳473000

摘要随着人们物质生活的提高，对于精神生活的需求也进一步增强，因此全国各地的广播节目如雨后春笋般的涌现出来，以地级市为例，中波节目少则两三套，多则八九套，由此带来的是城市上空的电磁环境异常复杂。中波发射台站距离城市比较近，常受到城市其他电磁波的辐射，更处于自身发射的强大电磁场内。台站内的各种电气设备、通讯设备、监控设备等极易受到电磁辐射的影响，造成各种电子设备性能下降和损坏。受电磁辐射干扰，中波发射机的各项性能指标都会受影响，发射的中波节目会掺杂各种各样的噪音，更严重的情况是电磁干扰影响发射机的正常运行乃至损坏发射机的电路元器件。因此解决好电磁干扰的问题对于中波发射台站来说极其重要，关乎发射台设备正常运行和工作人员的人身健康和安全。

关键词中波；电磁辐射；抗干扰；屏蔽；发射机

1　中波发射台站电磁辐射的特点和影响

中波广播的频率范围为526.5kHz～1 605.5kHz，波长范围约为570m～187m。现阶段中波广播发射机的功率都比较大，地市级的发射台站多采用10kW～50kW发射机，省级台站和国家级台站多采用50kW～200kW发射机。以10kW发射机为例，在天线半径200m范围内的电磁波场强可达到100dBμv以上，如果有多部10kW发射机，那么该台站附近的电磁波场强可达到110dBμV左右。在这样强大的电磁环境下，各种电气设备、发射机和微控电子设备都会受到干扰而无法正常工作，甚至烧毁。对于台站内较长的电力线、电缆、电话线、裸露的金属丝等，在高频电磁辐射环境中，相当于电磁波接收天线，会感应较强的高频电压，如果触碰到人体或其他设备时会发生高频电压放电而形成电击事故，造成人体灼伤和其他设备损坏。对于发射机和音频信号线，如果不采取抗电磁干扰措施，会在传输的信号线和发射机匹配网络中感应到无用的干扰信号，严重影响所发射节目的收听效果。电话线和网线中受到的电磁辐射干扰会使电话机中出现广播节目的串音、电话无法拨号、电脑无法上网、电脑显示屏花屏等故障。由于各个发射台站存在或多或少的多频共塔情况，同塔的发射机所发的不同频率电磁波会通过馈线反射至另外的发射机内造成破坏。发射塔既是发射天线又是接收天线，其接收的电磁波辐射同样会对发射机造成影响。因此，需要对中波发射台站的各种设备采取有效的抗电磁干扰措施。

2　电磁辐射的防护措施

针对不同的电磁辐射干扰，应采用不同的措施进行防护，常用的抗干扰技术有滤波法、接地法、屏蔽法、隔离法、吸收法等。

1）滤波法：滤波的作用是将混有噪声和干扰的信号通过提取有效信号而剔除掉无用的干扰信号达到抗电磁干扰。主要用于防止传导干扰，其作用机理是限制接收装置的频带（如高频带、低频带等），使得有用信号频带内的信号畅通，无用信号频带内的信号受到抑制，以达到去除干扰的目的。

2）屏蔽法：屏蔽是将两个不同空间的电器或电路用金属物进行隔离，以控制电磁场由一个区域向另一个区域感应和传递。通常由金属板或金属膜将需要隔离的电路、电器、电缆等包围起来防止电场和磁场耦合干扰。将辐射源进行屏蔽使之不对限定范围外的电路设备产生影响称之为主动场屏蔽或有源场屏蔽，将需保护的电路设备进行屏蔽以排除外部电磁干扰的影响称之为被动场屏蔽或无源场屏蔽。

3）接地法：接地法是将屏蔽部分或屏蔽体本身产生的感应电流引入大地，以避免其成为二次辐射源。比如裸露的金属线接地后，金属线上聚集的电荷通过接地线流入大地，不会再产生电击放电现象；滤波器接地后，滤波器起到抑制共模干扰的作用。

4）隔离法：隔离是将电磁干扰的传播途径进行改变或切断，以达到抑制干扰的目的。电磁干扰主要途径是空间电磁波和金属导线，因此将需要传送的信号改变其传播方式就是运用隔离法。常见的将导线传输转变为光纤传输，在电路中使用光电耦合器、变压器、继电器等都是隔离法抗电磁干扰的措施。

5）吸收法：吸收法是依据匹配、谐振的原理，选用适宜的能够吸收电磁波能量的材料，将泄露的能量衰减、吸收并转化成热量，从而达到抗电磁辐射干扰的方法。石墨、铁氧体、活性炭等都具有较好的吸收效果，可用于高频设备内的屏蔽材料使用。

3　中波广播发射台站抗电磁辐射干扰措施的选用

1）中波发射机房通常是距离发射天线最近的建筑，处于电磁辐射干扰最严重的区域，机房内的发射机和电子设备等容易受高强度电磁辐射的干扰和影响，因此需要对机房和值班室进行屏蔽，以确保此类设备的正常工作。根据屏蔽原理，用铜网对机房和值班室的四墙、地板、天花板进行铺设，并连接在一起形成完整的屏蔽罩，同时最好使用铁门和在窗户上安装铁丝网，并将铁门和铁丝网与铜网相连，最后通过宽铜带将整个屏蔽层与接地井连接。接地井需要保证良好的接地效果，接地阻值不能大于4Ω，如果屏蔽层接地效果不好或未接地屏蔽

层吸收的电磁辐射能量无法泄放，会产生大量热量，效果也会大打折扣。通过这样的抗干扰措施，经实际测试，机房外电磁波场强是100dBμV，机房内电磁波场强下降至50dBμV左右，大大降低了机房和值班室内电磁辐射干扰强度，为发射机和各种电子设备创造了纯净的电磁环境。机房内的电子设备应放置于机柜内，机柜尽量选用全金属外壳的屏蔽机柜。各个设备的外壳接地端与屏蔽机柜柜体相连，通过同一根铜带与接地井相连，保证不存在涡流干扰。

2）发射台站的各种长线缆也容易受到电磁辐射的干扰。（1）长距离的照明线、视频监控的供电线可以用带屏蔽的音频线代替，另外在输出端装上电源滤波器，音频线的屏蔽层和滤波器外壳接地，用此屏蔽、接地加滤波的办法，能有效滤除220V交流电中混杂的高频感应电；（2）传输发射机信号的带屏蔽音频线接卡侬头时，卡侬头“1”脚接音频线屏蔽层，“2”脚接音频线正端，“3”脚接音频线负端，同时需要将音频线的屏蔽层与卡侬头的外壳连接起来，使音频线所接设备、音频线、卡侬头形成完整的屏蔽，从而达到最佳抗干扰效果；（3）内线电话线同样采用带屏蔽音频线代替，屏蔽层接地后对电磁干扰有一定屏蔽作用，但电话内串音和杂音只是减弱而没有完全消除。将电话线路的“+”端和“-”端并联一个高频电容和绕线磁环组成吸收网络，对高频干扰进行吸收，能取得良好效果；（4）外线电话线的受干扰程度严重，需要采用隔离法进行电磁辐射隔离。使用光纤电话线路，然后通过光端机将光信号转换成电信号，能有效隔离电磁干扰；（5）视频监控摄像头相对分散，数据线长，采用光纤代替数据线，光纤两端的光端机、电源、摄像头等用屏蔽罩进行屏蔽，用数字摄像头和网络硬盘录像机取代模拟摄像头和录像机，通过这样的措施，能有效消除电磁干扰模拟线路和摄像头引起的监控画面丢失、死机花屏故障；（6）与互联网的连接通常采用光纤连接，不易受到电磁辐射的干扰，台站的内部局域网连接需要采用带屏蔽网的超五类网线连接。对于距离超过50m的网线，屏蔽网所起的屏蔽作用下降，需要在网线中连接集线器进行放大和隔离，连接集线器后网线的有效连接距离由30m扩大至80m。在实际应用中，网线的屏蔽层不能两端接地，只能在靠近电磁辐射源的一端将屏蔽网接地，这是因为在电磁辐射区域两端存在电位差，会影响到屏蔽的效果；（7）电脑显示屏在受到电磁干扰或者在视频连线受到电磁干扰时会出现水波纹和横纹，采用吸收法在视频线上安装磁环进行吸收就会取得效果。有时将显示屏或连线改变方向和位置，干扰就会消除，这是因为中波发射机发射的电磁波是垂直极化方式，躲开电磁波极化方向就能减少电磁辐射影响，阻断电磁干扰路径，消除干扰。

3）同塔的发射机发射的电磁波会通过馈线传入另一部发射机，影响非常大，因而需要在发射机的匹配网络中加入阻塞网络，相当于使用带通滤波器，使有用波能够传输出去而阻止无用波的传入。天线既能发送电磁波又能接收电磁波，接收的电磁波会影响发射机的正常工作，因此在调配网络中加入吸收网络，作用同样相当于带通滤波器。与阻塞网络不同的是，吸收网络一端接地，对无用波形成对地通路而防止有用波的对地泄放。