中波发射台近场区电磁干扰分析和抗干扰措施

■德州中波转播台：张建伟

中波发射台传播的主要方式是通过地波进行传播的，即垂直极化波的应用。当地面接收到天线发出的电磁波时，由于土壤的导电性和地质结构等原因，电磁波无法正常反射，有的电磁辐射波会在地面产生电流，并在地面产生新颖的电场，除了这种类型的反应之外，新电场的产生也使电波发射机附近的电磁环境变得复杂。随着科学技术的不断进步，无线电台新型辅助设备的引进，对电磁环境提出了更高的要求，因此需要工作人员对电磁辐射因素进行分析，采取更科学的防护措施进行应用，这也是实施电磁辐射防护，做好电磁辐射干扰屏蔽工作的主要方式，是保证广播节目高质量传输的关键。

1. 电磁干扰的电路模型

1.1 干扰源

自然现象或人为因素都可以成为干扰源，闪电、太阳黑子等自然现象会伴随大量的电磁辐射，会成为自然电磁干扰源，扰乱飞机、导弹和电力的运行，设备对于电磁干扰的情况在一定程度上起到了帮助，像通讯设备、广播电视传输设备、导航设备、高压电力线、计算机等都是如此。诸如此类的人造机械和电气设备会发射电磁波，对其他无关设备有害，并且成为人为干扰源的一种。而在实际的应用过程中，干扰源也是信号源的一种，其等效电路参数可用阻抗型信号幅度和内阻来表示。

1.2 干扰途径

干扰途径是干扰源的能量传输到敏感设备的路径，在各种设备的使用过程中，干扰途径主要包括短程传输、远距离辐射和传导，而且通过电源线、地线、相邻设备信号线之间的分布电容、分布电感等，能够增强中波发射台的主要抗扰措施。它们为信号干扰提供连接线路，电缆设备可以接收电磁能量，因为它具有一定的天线效应，能够解决远距离辐射能量、电磁辐射干扰的问题。设备之间通过公共电源线、公共地线形成传导干扰，干扰路径的作用可等效为电阻、电容、电感的串联关系，对电磁的干扰途径提供一定的保障。

1.3 敏感设备

大功率广播电视发射台及其附近存在较强的电磁干扰现象，这种恶劣的电磁环境会影响电台内部设备的正常工作，也会对附近的电子设备造成强烈干扰，甚至会造成同一电台发射的不同频率之间产生严重的高频干扰。敏感设备是指对干扰能量敏感的设备，由于天线效应和耦合线的存在，干扰源的能量会淹没敏感设备。敏感设备的范围从手机、计算机和控制板等小型设备到广播亭等大型系统，而作为干扰信号的负载，其输入阻抗参数可以等效为电阻、电容、电感。

2. 中波发射台存在的主要电磁干扰源

2.1 空间电磁波感应

空间电磁波的感应是指电磁场的集体感应，其原因有很多，主要是：电源、用电设备产生的低频电磁场，例如高频产生的高频电磁场。而空间电磁波感应主要是通过设备，如发射机和其他电磁波干扰源就需要通过闪电、风扇电机、继电器装置等进行应用，这些干扰信号，通常在数十kHz至200MHz范围内，具有宽且高的频谱特征。由于存在强电磁场，特别是中波发射站大功率发射机附近，设备护套甚至电缆段会产生感应电动势，产生电磁干扰。而这种电磁干扰会干扰计算机的计算，特别是一些精密电子设备，影响其逻辑计算和正常的工作。

2.2 线间耦合干扰

带电导线之间的电磁互耦是电磁干扰的另一个重要来源，导线之间的耦合干扰主要包括以下三种基本形式。第一个是电容耦合，即电场相互作用产生的耦合行为，现实中经常将这种形式的耦合与静电耦合进行比较。显然这个类比是错误的，因为电波所产生的电场不是静止的。第二种是电感耦合，这种形式的耦合主要是由两个回路形成的电磁场相互作用引起，我们通常称这种形式为电磁耦合，但它不包括电场。最后，它主要由电场和磁场的组合交叉形成，是典型的电磁结场。在近场分析过程中，磁场和电场通常在处理前相互分离，在远场分析过程中，必须考虑电磁场的组合。

2.3 I/O接口干扰源

微型计算机系统与其控制器之间或外部设备之间，本身就有模拟输入和采样开关以及模拟信号输出。I/O接口作为信息交互的主要通道，也是其他干扰信号输入的重要通道，主要是在采样电路工作过程中，由于执行继电器、电磁开关、晶闸管等产生的较大影响。除此之外，强脉冲信号可能会干扰设备，虽然发射机采样接口处安装了高频滤波器，但当信号线传输到几米外的PLC输入端口时，高频干扰仍然很大。因此，工作人员最好在控制器I/O输入接口上安装滤波单元，滤除高频干扰的情况，并且将采样信号零间隙传输到采样板。

2.4 电源系统

同一设备或同一地点运行的电源线会产生相应的干扰，这也是中波发射机工作中最严重的干扰源，往往会干扰计算机和警报序列的正常运行。由于电源系统中感应二次传导的应用，电源线会携带相应的电磁干扰，而发射站的供电系统通常比较大，传输电缆较多，工频接地也比较复杂，电缆有没有套管、接地等情况都会对电源系统造成影响。较大的电气设备在强电磁场作用下通常会产生较大的感应电压，其中包括各频段的电磁干扰，这些电磁干扰在电力线路中传播，直接影响整个电缆和控制系统的安全，干扰整个系统的正常运行。

3. 中波辐射对人体和电子设备的影响分析

3.1 中波辐射对人体的影响

科学研究表明，无线电波对人体的影响取决于其波长、吸收电功率以及接受辐射的时间。随着波长的减少，人体会更有效地吸收电磁波的能量，从而改善自身的健康状况。中波发射台频率的范围是526.5～1605.5kHz，波长为570～187米，这种波长远远超出了人类和普通发射台的范围，所以按照电磁场理论和电波传播理论，当该波长超出了某些阻挡，就会“绕过去”产生绕射的情况，从而使得该波无法传播。尽管场强仪能够检测出较高的信号，由此就可以看出，中波电磁辐射波仍然无法被人类吸收，所以它们并未给人类带来太大的危害。

3.2 中波辐射对电子设备的影响

尽管中波电磁辐射可能会给我们的生活造成一定的危害，但是我们也必须认识到，中波电磁辐射会严重损害我们的电子设施，因为它会产生一些谐波，并且会使得广播和通讯网络受到严重的干扰。当今的中波发射台在应用的过程中，为了解决传输信号的噪声、电视屏幕的斜纹干扰以及电信设施的故障问题，大多数电子设备已经安装上微控制器，例如电脑、监控摄像头和稳压柜，以确保信号的稳定性和可靠性。随着科技的发展，电磁辐射的影响越来越大，从而导致许多不可预料的后果，如计算机、微控制器的编码失效、系统崩溃、红外线探测器的故障、缺失报警信号以及电热水器的按钮操作失灵。

3.3 中波发射台对设备的影响

中波发射台具有覆盖面广、成本低廉的特点，使得它能够覆盖更多的地区，而且发射和接收的费用也相对较低，使得广播、电视等节目的传播变得更加便捷，因此吸引了大量的听众，并且具有良好的发展前景。尽管中波发射台具有许多优势，但它也存在着一些明显的缺陷，比如说它们通常需要调幅，这就导致中波发射台很容易受到外界的干扰，从而降低了传输质量。此外，由于频率资源的过度消耗，中波发射台中的频率干扰也变得更加严重，这不仅会影响人们的体验，还会阻碍它们的未来发展。随着技术的进步，许多中波发射台已经配备了自动化和自台监测系统，但是由于中波发射台的电磁干扰较为严重，这给数据采集和设备控制带来了极大的挑战，可能会导致取样信号异常、误报警和误操作的情况，甚至产生新的干扰源。

4. 中波发射台抗电磁干扰措施

4.1 线间耦合干扰的抑制措施

由于中波发射台的计算机控制系统拥有数以百万计的反馈线路，这些线缆可以是强信号线，也可以是较弱信号线，但是这些信号线往往都可能被线间的耦合影响，从而导致信号线的衰减或失真。如果把信号线和电力线混淆放置，那么它们就可能产生相互影响，从而影响系统的正常运转。因此，要想有效地抵抗这种影响，就必须采取有效的措施来阻止它们的相互影响。

通过安装双绞线和同轴电缆，可以有效地阻断线间耦合干扰，从而避免了中波发射台因电磁干扰而受到阻碍的情况。具体的措施包括：首先，通过有效的技术措施，把线间耦合干扰源彻底消除；其次，通过有效的技术措施，把容易被外界干扰的弱电缆和电缆进行屏蔽，从而避免它们被外界的噪声所污染。再者，随着技术的发展，同轴电缆、双绞线和屏蔽线缆已经不再是线间耦合干扰抑制的主要手段，而是被广泛应用于计算机控制系统，以有效地抑制外部耦合干扰；最后，还可以利用差分技术实现上、下行之间的数据交换，通过安装适当的高频滤波器，工作人员不仅可以抑制信号、通讯或互联网等通讯方式中的高频噪声，还可以抑制电源中的高频辐射，从而确保使用的电器具有安全、稳定的工作环境。

4.2 采用光电隔离的方式

通过使用高精度的技术，可以大大提高中波发射台的性能。通过使用高精度的技术，可以将大量的信号线阻挡在外界，从而减少噪声和振荡。此外，通过使用高精度的技术，可以将大量的噪声和振荡抑制在一个安全的环境下，从而提高整个系统的性能。由于严重的外界影响，可能导致发射机系统失去平衡，计算机的性能下降，软硬件的协调变得困难，以及固定的电话和通讯设施的故障。为了解决这些问题，采取光电隔离技术显得尤为必要，它可以将外界的影响分散，并且可以将外界的物体与物体的连接分开。随着电流增大，LED会产生更多的亮点，这就减少了光耦器受到外界干扰的可能性，并避免了像晶体管那样容易受到外界影响。此外，当外界干扰电压升至一个特别大的水平时，也不会产生太多的能量，因此可以更好地抵抗外界影响。

4.3 软件处理措施

如果常规噪音的频谱超过了检测到的信息频谱，那么就可以使用低通滤波器有限地减弱这种噪音，并运用软件将其进行处理，能够起到很大的帮助和处理效果。针对电磁感应引起的正常噪声，工作人员必须充分利用数模转换技术，有效地对噪声进行一定程度上的抑制，同时也必须采取有效的隔离和屏蔽措施。而工作人员在使用抗噪声软件来解决这一问题的同时，必须定期收集模拟数据，同时还需要定期记录数据的流动，以便在使用的过程中发现点播出现异常，特别是当出现故障、报警等异常状况时，工作人员必须将其数据进行记录。经过16次采集，工作人员使用了一款专门的软件来提供准确的数据，并在采集完成的同一段时间里，进行一系列随机的抽样，从而大大减少了信息的高频干扰。此外，由于采集的信息的频谱一般都比较低，采用均值法来处理和正态分布匹配的噪声进行处理，具备了节省资源、提升运算速度的优势。

4.4 采用电源线路滤波器

当电力设备的所有电气信号传输至微型监测设备时，首先需要将其变送器中的变量变换成相同的直流信号，然后将其输送至A/D转换之后，最终由该设备的软件处理，以生成多维度的实时信号，满足不同的设备应用需求，如图像处理、文档保留、数据记录和分析。除此之外，由于雷击、电器故障、重要的电力系统的运行和电火花的产生，可能会导致电压波动逐步提高，有可能会超过几百兆赫，尽管这种波动的持续时间很短，但它们对电磁信号的影响非常严重。为了抵御这些噪声，我们一般都需要使用一些特殊的线缆，比如电缆滤波器，从而有效地抑制噪声，当一个系统处理出现半个周期甚至几个周期的负荷时，就会导致系统中的共模和常模噪声出现问题，特别是当系统的输出端受到影响时，需要工作人员对其进行合理的解决。

5. 结束语

纵观全文来看，中波发射台的抗干扰性质十分重要，它不仅仅涉及几个基本的技术手段，而且需要根据不同的环境条件，进一步深入地研究，以便更好地解决这一复杂的挑战。随着社会的飞跃式发展，数字化的普及，以及新兴的通讯方式，使得广播、电视、互联网以及其他新兴的数字化媒介之间的竞争变得越来越激烈。为了应对如此复杂的环境，中波发射台的发展也受到了极大的挑战，中波发射台的正常使用，将会影响广播、电视的传播质量。工作人员需要根据干扰的原因，采取有效的措施，以确保广播、电视的正常播出，并且能够有效地抑制噪声，从而确保广播、电视的安全可靠。通过采取措施，我们可以大大减少由于电磁波造成的破坏，并且能够让用户享受到更好的音质和观赏体验。