短波发射台电磁辐射问题的研究

魏明疆

（新疆广播电视局五二三台，新疆 昌吉 831100）

导语

随着通信技术的快速发展，无线通信作为取得信息的重要手段被应用于生活的各个领域。在短波发射机方面，科学家们攻坚克难，取得了一个又一个伟大成就。大多数国际广播都是短波，因为短波航行不容易中断，可能是一个强大的发动机。就短波通信而言，这具有十分特殊的意义。即使在今天，尽管通信技术有了长足的进步，海上短程运输仍然是全球宽带的有效手段。[1]海上运输凭借其短促、安全、快捷的特点，成为一种快捷高效的通信手段。

它是一个重要的短波广播平台，主要用于广播节目信号的电磁波扩展，11%的观众用于短波传输。短波发射天线是短波发射机的重要组成部分。这些仪器对声音信号进行调制，并向通过短波线路传输天线的发射站产生强大的射频信号。短波发射机作为短波传输的重要通信节点，具有高频、高工作电压、大功率等特点。控制系统在无线通信领域继续发挥重要作用。无线通信技术发明实施以来，无线通信取得了长足的进步。

短波发射天线是一种特殊的电磁波发射器件，它最终位于整个发射系统中。天线将发射机转换为通过电源传输的高频电流，然后转换为相同频率的无线电波。以各种形式的能量，最终达到扩散的目的。建立短波电台对边远地区的无线电通信具有重要意义。无论是东方升起的旗杆，远在阿拉善无边无际的大草原，还是在荒无人烟的沙漠戈壁，都可通过短波收音机获取信息。在国家偏远的山区，无线通信还是依靠短波发射机来完成。[2]

除短波通信的任务外，短波发射机还面临着因其自身工作特性而产生的问题。虽然高性能高频发射机可以解决远程传输问题，但是电磁波所造成的电磁辐射也会带来环境污染，给人带来疾病。

目前，电磁辐射对人们而言，污染程度已经到了不能忽视的地步，并且还在迅速增加。根据电磁感应原理，当交流电工作时，力和磁铁发生变化，力和磁铁影响周围空间。空间中的可变磁场以中庭的形式移动，就像携带电磁能量并影响环境的电磁波一样。这种现象称为电磁波。工作场所不同使短波种类的辐射特性也有差异。由于传输系统的碎片化，天线和电源也将向太空发射电磁波。实验结果表明，电磁波的热效应和非热效应是电磁辐射对人体影响的主要原因。首先，电磁波对人体进行辐射，然后人体在一定程度上吸收电磁波的能量，在高温下会引起神经细胞和白细胞等不必要的生理反应。其次，人体长期暴露在一定大小的电磁波中。虽然体温没有升高，但也有一些生理反应，如速度、血压变化、失眠、健忘症等。起飞坡道的电子设备也部分暴露在发射器的电磁辐射下。电磁辐射不仅影响工人的生活，也影响短波收音机的工作。[3]

电磁波在日常生活中，是看不见摸不着的，但是它对人体的损害却是异常的大。但人们往往都会忽视这个不起眼的小因素。作为短波信号连续传输的高性能单元，在日常生活中，人们应该着重注意的是短波发射机发射出来的电磁辐射和辐射所造成的电磁环境。在研究电磁辐射和电磁辐射分布的基础上，对高频传输对传输站和环境的影响进行了分析高性能发射机中的字段。为改善短波发射机的电磁环境，提出合理的建议以减轻短波发射机对人和环境的影响。

1.短波发射的电磁信号所具有的特点

电磁波分为天波和地波。其中天波主要是在太空中传播，距离地球表面很远。地波就是在地球表面传播。散射介质波主要受土壤的影响。大气波的传播意味着无线电波通过电离层反射进入大气层，然后返回地球。这种传播被称为“天波传播”，短波主要通过天波传播。

直接传播，也叫作空阔的空间传播。它是电磁波从地面层直接传播到发射台的。这叫作直接传播。直接传播通常用于UHF电视和广播。

这是一个很好的例子。电磁波的周期性特征是指内部电场和外部电场。电磁线的设计和传播应采用电磁的形式。一般来说，电磁场分为远场（感应场）和近场（辐射场）的感应场和辐射场的区别。

天线的方向和场的形状。天线精度是天线场强度随方向变化的性质。发射天线将高频电流转换为散射电磁波。为了有效地利用电磁能，有时需要天线向某个方向辐射能量。不同的工作需要不同方向的天线。例如，有时在一个平面上需要高精度的天线，在另一个平面上需要低精度的天线。因此，天线的精度在实践中是选择性的。没有完全定向的天线。因此，天线产生的电磁场的空间分布应根据天线的精度来确定。

2.短波发射电磁辐射干扰

2.1 电磁干扰

由于短波发射的电磁波主要是指大气，其分布具有高频散射场的特征，即电磁辐射的影响随高度的增加而增大。场强不高，随距离迅速减小，通过增加射频发射机的功率，虽然射频天线产生的电磁场不超过规定值，但可以使用，确定环境污染敏感区的内部场强。它会导致各种电气产品产生一定的电磁干扰。尤其是附近的电视和电话。中波和移动通信的频率范围为526.5-1606.5 kHz，而微波频率范围为300 mhz-300 GHz。一般来说，家庭电视和电话没有干扰。因此，文章主要分析其产生的机理及相应的对策，使用强大的无线电磁铁干扰附近家庭的电视和电话。[4]

2.2 抑制干扰的措施

根据电磁干扰领域的研究现状，故障解决主要有三种基本形式。

首先，直接消除。消除障碍物的原因，为了避免短波发射机的过度振动而损坏电视，新型短波发射机开始关注滤波器的误差。例如，许多机构在闭路电视的正下方安装了低压传感器，以便闭路电视工作人员和居民可以观看电视。

其次，阻断电子传输路径或提高电子传输路径的电阻，以消除噪声源与被干扰设备之间的关系。如果电视和电话信号传输的光缆布置正确，可以埋设，以减少无线电干扰。

最后，是增强受干扰设备抗电磁干扰能力，降低噪声敏感性。具有良好电磁兼容性的电话和电视可用于尽量减少电磁干扰。

3.关于发射台系统以及关于短波电磁辐射的计算

天线和电源系统设计用于确保发射机到服务扇区的传输。跳板是一种重要的辅助设备。天线和馈线在相对恶劣的工作条件和高度可变的工作条件下在室外运行。华北地区的昼夜温差、寒冬、春风和沙尘暴都会影响供水系统的运行。夏天干热的天气也使得温度很高。此外，该站的鸟类和其他生物活动对天线流动系统构成了一些风险。[5]因此，有必要定期检查天线导航系统的安全性。系统维护难度大，故障风险高。如果发生故障，维护困难，导致变速器操作长期中断。这些特性在设计、安装和维护中得到充分考虑。除确保适当的机械和电气安全外，保护和维护更为重要。确保所有节点接触良好，防止营养线、变阻器等进入。高频无线电的行星供电系统是一个复杂的系统。90米高的桅杆占据了大部分地面。还有专门设计的元件用于调节天线和电源之间的阻抗。天线和室外绝缘子的地面应设置有效的防雷装置。有许多短波发射机和复杂的开关需要额外的维护。

3.1 理论模型

在构建理论模型时，使用E来代表电场强度，实际环境中，同一种环境下不可能只存在一种电磁波，同时，在一片固定的区域内，多个存在的电磁波会相互耦合，形成复合场强。所谓的复合场强，就是由于两个以上的电磁波相互叠加形成的。叠加公式如下：

水平短波天线是由多个振荡器组成的驻波天线。它通过一个由铜或金属丝制成的反射柜在恒定高度向空中发送信号。高频天线产生的电磁场可以通过每个高频发生器产生的电磁场的叠加来确定。其中：

使用M来对阵子数进行表示；使用N来对阵子层数进行表示；使用H来对最底层振子离地高度进行表示；

得到的计算公式如下：

使用λ来对工作波长进行表示；使用R对电阻进行表示；使用d对天线阵和反射网两者之间的距离进行表示，使用h对振子离地高度进行表示。

之所以对场强E不再进行单独的计算，是因为同相水平天线附近的电磁环境就是被电场强度所决定。

3.2 理论计算

在理论模型中引入了高频天线的相关参数。根据天线水平相位电场强度的计算公式，可以模拟短波发射机附近的电场强度分布，由于附近磁场分布不均匀，电场强度波动强烈，因此，可以模拟短波发射机附近的电场强度分布。理论模拟不能准确反映附近区域电场的变化规律。由于这些原因，现场研究建议采用近场强度。本理论模型主要检测工作区域内的电场强度。也可以检测稍微偏远一些地区的电场强度。短波发射机前面的模拟区域为50米-100米。在这个范围内可以研究该区域的电场强度分布。[6]

高频发射站有几个均匀天线，在hr4/2.5模式下工作，频率范围为6.1至9.5 MHz。模拟5MHz天线。

利用水平相位天线的强度预测模型计算了高频天线的场电压。实验结果表明，理论模型较好地反映了天线周围磁场力的变化规律和趋势。相比之下，理论预测在边远地区误差较小，理论预测在边远地区更实用，可以用理论值代替。在天线的近辐射范围内，由于接收到的场电压与测量值之间存在较大的误差，电磁环境复杂，电磁辐射不易接近平波，因此首先需要测量天线的近场强度。

场强随天线距离的减小而增加，这是在高频天线附近的特征。电场强度的第一次变化较大，在天线距离减小时，电场强度开始快速增大，经过一定距离后，电场强度的减小趋势逐渐减缓。如计算出的天线在工作模式和电磁波强度等过程中的数值比实际值要低。

3.3 计算结果分析

高频天线附近的磁场强度与距离呈负相关，随距离的增加而减小，降低磁场强度是一个快速延迟和最终终止的过程。仿真结果表明，200m天线的前端场强小于10V/m，400m天线的前端场强接近5V/m。安全区为1m/m。理论计算表明，从发射天线1，5km范围内的种植区域来看，安全区内的电磁波强度较低。天线的工作环境对发射没有显著影响。理论模型在接近原因和实际测量方面存在较大缺陷。原因有很多：首先，波的扩展取决于实际环境、传输介质的导电性以及湿度和温度之间相互作用的介电常数。其次，天线和发射机已经运行了30多年。尽管精心维护，但在广播开始时无法进行比较。同时，近场电磁场环境复杂，模拟难度大，预测误差大。因此，有必要将重点放在近场电磁场强度的测量上。发射机本身的循环系统应尽可能完善，提高转换器冷却系统的工作效率，尽可能避免通过发射机门漏热。更好地利用传感器的金属柜进行电磁辐射防护。[7]

结语

研究了发射机、天线和短波发射机的电磁环境。根据电磁场与电磁波的相关理论，考虑到设备和天线的实际停机情况以及与正常工作接触的设备和天线的实际情况，采用仪器测量相关性仿真技术，发射台电磁场分析按国家有关数据规范执行。结论如下。

发射机腔内的辐射水平随着出口距离的增加而降低。它基本上保持稳定，直到到达墙。在建筑物附近，由于电磁波的反射，电场强度降低。根据测量结果，某些点的场强较高，这可能导致电场发生变化，因为该点靠近屏障（空调）。这也可能是由金属材料的二次辐射引起的天线和空调效应。在实际测量中，实验结果不能反映频率大于场强的理论规律。将考虑这是否是由于每个广播公司不同的运营环境造成的。在运行的几年里，机器的新旧部件不同，这导致了操作和设计指标的差异。实测场功率与理论情况不同。这也反映了现场试验的重要性和价值。

短波发射机的功率比前向短波发射机的功率高50厘米，短波发射机的功率比前端短波发射机的功率高100厘米。这是因为输送机的设计太高，因此大部分下部熔炉无法使用，一些电磁波会反射到地面上。

高性能短波天线可能会对周围的电磁环境产生影响，但对种子供应的影响有限。此外，起点位于人口稀少的地区，周围只有几英亩土地。这对人类健康和生命没有负面影响。

本研究系统全面地考察了高频广播电台的电磁环境。结论将有助于改进工作组的工作，并促进短期方案的制定。实践表明，该起动器的电磁环境通常符合国家标准的要求，并对超出当地电场功率提出了一些有益的建议。

在未来，短期通信将继续被视为一种信息传播手段，它不仅是一种可靠的信息传播手段，而且是一种不易受到紧急情况影响的通信手段。随着技术的发展，短波通信对环境的影响越来越小，短波通信也在不断改进。