中波廣播發(fā)射臺站的抗電磁干擾的分析應(yīng)用

1、中波廣播發(fā)射臺站的抗電磁干擾的分析應(yīng)用摘 要 隨著人們物質(zhì)生活的提高，對于精神生活的需 求也進一步增強，因此全國各地的廣播節(jié)目如雨后春筍般的 涌現(xiàn)出來，以地級市為例，中波節(jié)目少則兩三套，多則八九 套，由此帶來的是城市上空的電磁環(huán)境異常復(fù)雜。中波發(fā)射 臺站距離城市比較近，常受到城市其他電磁波的輻射，更處 于自身發(fā)射的強大電磁場內(nèi)。臺站內(nèi)的各種電氣設(shè)備、通訊 設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等極易受到電磁輻射的影響，造成各種電子 設(shè)備性能下降和損壞。受電磁輻射干擾，中波發(fā)射機的各項 性能指標(biāo)都會受影響，發(fā)射的中波節(jié)目會摻雜各種各樣的噪 音，更嚴重的情況是電磁干擾影響發(fā)射機的正常運行乃至損 壞發(fā)射機的電路元器件。因此

2、解決好電磁干擾的問題對于中 波發(fā)射臺站來說極其重要，關(guān)乎發(fā)射臺設(shè)備正常運行和工作 人員的人身健康和安全。關(guān)鍵詞 中波；電磁輻射；抗干擾；屏蔽；發(fā)射機 中圖分類號 G2 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708 （2016）165-0137-011 中波發(fā)射臺站電磁輻射的特點和影響中波廣播的頻率范圍為 526.5kHz1 ? 605.5kHz,波長范圍約為570m187m?，F(xiàn)階段中波廣播發(fā)射機的功率都比較 大，地市級的發(fā)射臺站多采用 10kW50kW 發(fā)射機， 省級臺 站和國家級臺站多采用 50kW200kW發(fā)射機。以10kW發(fā) 射機為例，在天線半徑 200m 范圍內(nèi)的電磁波場強可達到 lO

3、OdBy v以上，如果有多部10kW發(fā)射機，那么該臺站附近 的電磁波場強可達到 11OdBy V左右。在這樣強大的電磁環(huán) 境下，各種電氣設(shè)備、發(fā)射機和微控電子設(shè)備都會受到干擾 而無法正常工作，甚至燒毀。對于臺站內(nèi)較長的電力線、電 纜、電話線、裸露的金屬絲等，在高頻電磁輻射環(huán)境中，相 當(dāng)于電磁波接收天線，會感應(yīng)較強的高頻電壓，如果觸碰到 人體或其他設(shè)備時會發(fā)生高頻電壓放電而形成電擊事故，造 成人體灼傷和其他設(shè)備損壞。對于發(fā)射機和音頻信號線，如 果不采取抗電磁干擾措施，會在傳輸?shù)男盘柧€和發(fā)射機匹配 網(wǎng)絡(luò)中感應(yīng)到無用的干擾信號，嚴重影響所發(fā)射節(jié)目的收聽 效果。電話線和網(wǎng)線中受到的電磁輻射干擾會使電話

4、機中出 現(xiàn)廣播節(jié)目的串音、電話無法撥號、電腦無法上網(wǎng)、電腦顯 示屏花屏等故障。由于各個發(fā)射臺站存在或多或少的多頻共 塔情況，同塔的發(fā)射機所發(fā)的不同頻率電磁波會通過饋線反 射至另外的發(fā)射機內(nèi)造成破壞。發(fā)射塔既是發(fā)射天線又是接 收天線，其接收的電磁波輻射同樣會對發(fā)射機造成影響。因 此，需要對中波發(fā)射臺站的各種設(shè)備采取有效的抗電磁干擾 措施。2 電磁輻射的防護措施 針對不同的電磁輻射干擾，應(yīng)采用不同的措施進行防護， 常用的抗干擾技術(shù)有濾波法、接地法、屏蔽法、隔離法、吸 收法等。1）濾波法：濾波的作用是將混有噪聲和干擾的信號通 過提取有效信號而剔除掉無用的干擾信號達到抗電磁干擾。 主要用于防止傳導(dǎo)干擾

5、，其作用機理是限制接收裝置的頻帶 （如高頻帶、 低頻帶等），使得有用信號頻帶內(nèi)的信號暢通， 無用信號頻帶內(nèi)的信號受到抑制，以達到去除干擾的目的。2）屏蔽法：屏蔽是將兩個不同空間的電器或電路用金 屬物進行隔離，以控制電磁場由一個區(qū)域向另一個區(qū)域感應(yīng) 和傳遞。通常由金屬板或金屬膜將需要隔離的電路、電器、 電纜等包圍起來防止電場和磁場耦合干擾。將輻射源進行屏 蔽使之不對限定范圍外的電路設(shè)備產(chǎn)生影響稱之為主動場 屏蔽或有源場屏蔽，將需保護的電路設(shè)備進行屏蔽以排除外 部電磁干擾的影響稱之為被動場屏蔽或無源場屏蔽。3）接地法：接地法是將屏蔽部分或屏蔽體本身產(chǎn)生的 感應(yīng)電流引入大地，以避免其成為二次輻射源。

6、比如裸露的 金屬線接地后，金屬線上聚集的電荷通過接地線流入大地， 不會再產(chǎn)生電擊放電現(xiàn)象；濾波器接地后，濾波器起到抑制 共模干擾的作用。4）隔離法：隔離是將電磁干擾的傳播途徑進行改變或 切斷，以達到抑制干擾的目的。電磁干擾主要途徑是空間電 磁波和金屬導(dǎo)線，因此將需要傳送的信號改變其傳播方式就 是運用隔離法。常見的將導(dǎo)線傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w傳輸，在電路 中使用光電耦合器、變壓器、繼電器等都是隔離法抗電磁干 擾的措施。5）吸收法：吸收法是依據(jù)匹配、諧振的原理，選用適 宜的能夠吸收電磁波能量的材料，將泄露的能量衰減、吸收 并轉(zhuǎn)化成熱量，從而達到抗電磁輻射干擾的方法。石墨、鐵 氧體、活性炭等都具有較好的吸收

7、效果，可用于高頻設(shè)備內(nèi) 的屏蔽材料使用。3 中波廣播發(fā)射臺站抗電磁輻射干擾措施的選用1）中波發(fā)射機房通常是距離發(fā)射天線最近的建筑，處 于電磁輻射干擾最嚴重的區(qū)域，機房內(nèi)的發(fā)射機和電子設(shè)備 等容易受高強度電磁輻射的干擾和影響，因此需要對機房和 值班室進行屏蔽，以確保此類設(shè)備的正常工作。根據(jù)屏蔽原 理，用銅網(wǎng)對機房和值班室的四墻、 地板、天花板進行鋪設(shè)， 并連接在一起形成完整的屏蔽罩，同時最好使用鐵門和在窗 戶上安裝鐵絲網(wǎng)，并將鐵門和鐵絲網(wǎng)與銅網(wǎng)相連，最后通過 寬銅帶將整個屏蔽層與接地井連接。接地井需要保證良好的 接地效果，接地阻值不能大于 4 Q,如果屏蔽層接地效果不 好或未接地屏蔽層吸收的電磁

8、輻射能量無法泄放，會產(chǎn)生大 量熱量，效果也會大打折扣。通過這樣的抗干擾措施，經(jīng)實 際測試，機房外電磁波場強是 lOOdBy V,機房內(nèi)電磁波場強 下降至50dBy V左右，大大降低了機房和值班室內(nèi)電磁輻射 干擾強度，為發(fā)射機和各種電子設(shè)備創(chuàng)造了純凈的電磁環(huán)境。 機房內(nèi)的電子設(shè)備應(yīng)放置于機柜內(nèi)，機柜盡量選用全金屬外 殼的屏蔽機柜。各個設(shè)備的外殼接地端與屏蔽機柜柜體相連， 通過同一根銅帶與接地井相連，保證不存在渦流干擾。2）發(fā)射臺站的各種長線纜也容易受到電磁輻射的干擾。 （1）長距離的照明線、視頻監(jiān)控的供電線可以用帶屏蔽的 音頻線代替，另外在輸出端裝上電源濾波器，音頻線的屏蔽 層和濾波器外殼接地，

9、用此屏蔽、接地加濾波的辦法，能有 效濾除 220V 交流電中混雜的高頻感應(yīng)電； （ 2）傳輸發(fā)射機 信號的帶屏蔽音頻線接卡儂頭時，卡儂頭“1”腳接音頻線屏蔽層，“ 2”腳接音頻線正端， “ 3”腳接音頻線負端，同時 需要將音頻線的屏蔽層與卡儂頭的外殼連接起來，使音頻線 所接設(shè)備、音頻線、卡儂頭形成完整的屏蔽，從而達到最佳 抗干擾效果； （3）內(nèi)線電話線同樣采用帶屏蔽音頻線代替， 屏蔽層接地后對電磁干擾有一定屏蔽作用，但電話內(nèi)串音和 雜音只是減弱而沒有完全消除。 將電話線路的 “ +”端和“-” 端并聯(lián)一個高頻電容和繞線磁環(huán)組成吸收網(wǎng)絡(luò)，對高頻干擾 進行吸收，能取得良好效果； （ 4）外線電話線

10、的受干擾程度 嚴重，需要采用隔離法進行電磁輻射隔離。使用光纖電話線 路，然后通過光端機將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，能有效隔離電 磁干擾；（5）視頻監(jiān)控攝像頭相對分散，數(shù)據(jù)線長，采用光 纖代替數(shù)據(jù)線，光纖兩端的光端機、電源、攝像頭等用屏蔽罩進行屏蔽，用數(shù)字攝像頭和網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機取代模擬攝像 頭和錄像機，通過這樣的措施，能有效消除電磁干擾模擬線 路和攝像頭引起的監(jiān)控畫面丟失、死機花屏故障；（ 6）與互聯(lián)網(wǎng)的連接通常采用光纖連接，不易受到電磁輻射的干擾， 臺站的內(nèi)部局域網(wǎng)連接需要采用帶屏蔽網(wǎng)的超五類網(wǎng)線連 接。對于距離超過 50m 的網(wǎng)線，屏蔽網(wǎng)所起的屏蔽作用下降， 需要在網(wǎng)線中連接集線器進行放大和隔離，

11、連接集線器后網(wǎng) 線的有效連接距離由 30m擴大至80m。在實際應(yīng)用中，網(wǎng)線 的屏蔽層不能兩端接地，只能在靠近電磁輻射源的一端將屏 蔽網(wǎng)接地，這是因為在電磁輻射區(qū)域兩端存在電位差，會影 響到屏蔽的效果； （7）電腦顯示屏在受到電磁干擾或者在視 頻連線受到電磁干擾時會出現(xiàn)水波紋和橫紋，采用吸收法在 視頻線上安裝磁環(huán)進行吸收就會取得效果。有時將顯示屏或 連線改變方向和位置，干擾就會消除，這是因為中波發(fā)射機 發(fā)射的電磁波是垂直極化方式，躲開電磁波極化方向就能減 少電磁輻射影響，阻斷電磁干擾路徑，消除干擾。3）同塔的發(fā)射機發(fā)射的電磁波會通過饋線傳入另一部 發(fā)射機，影響非常大，因而需要在發(fā)射機的匹配網(wǎng)絡(luò)中加入 阻塞網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于使用帶通濾波器，使有用波能夠傳輸出去 而阻止無用波的傳入。天線既能發(fā)送電磁波又能接收電磁波， 接收的電磁波會影響發(fā)射機的正常工作，因此在調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中 加入吸收網(wǎng)絡(luò)，作用同樣相當(dāng)于帶通濾波器。與阻塞網(wǎng)絡(luò)不 同的是，吸收網(wǎng)絡(luò)一端接地，對無用波形成對地通路而防止 有用波的對地泄放。4