大功率短波廣播的高頻干擾分析及解決辦法

1、大功率短波廣播的高頻干擾分析及解決辦法 【摘 要】惡劣的電磁環(huán)境會直接影響到臺站內部各種電器設備的正常運行，一些對于電磁場環(huán)境要求較高、價格昂貴的高精密儀器，在復雜的電磁場環(huán)境下工作是非常不安全的，有可能造成無法挽回的損失，這種現象一直是電臺技術人員亟待解決的難題。從不同的角度定性、定量的分析各種干擾產生的原因和造成的危害，尋找抑制高頻干擾行之有效的方法，針對不同的電磁場環(huán)境，采取不同的辦法，把電磁干擾對設備和人們生活的影響降到最低，同時提高發(fā)射機的穩(wěn)定度，為安全播音提供有力保障。 【關鍵詞】電磁環(huán)境；高頻干擾；安全播音 0 引言 短波通信在現代社會的應用非常廣泛，除了正常廣播以外，還應用于軍

2、事、航海、航天、鐵路交通、電力等領域，大功率短波發(fā)射機的高頻干擾，一直是困擾發(fā)射臺安全播音的重要因素，包括自擾、互擾等一系列干擾，隨著電子技術、計算機技術的發(fā)展，一個系統(tǒng)中采用的電氣及電子設備數量大大增加，這種低功耗、高靈敏度的電子元件也是受干擾的重災區(qū)，特別是對發(fā)射機本身的供電系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)和自臺質量監(jiān)測系統(tǒng)都造成了很大的干擾。 我臺擁有目前全國主流機型100kw和500kw短波發(fā)射機，10kw調頻發(fā)射機，臺內電磁環(huán)境非常復雜，怎樣能夠行之有效的解決電磁干擾問題已經迫在眉睫。 1 高頻電磁干擾形成的原因 高頻干擾形成的原因很多，也非常復雜，這里簡單介紹兩種大功率電臺經常遇到的

3、干擾，因為只有找到真正的原因才能有效處理干擾帶來的危害。 1.1 發(fā)射機諧波輻射干擾 發(fā)射機末級放大電子管普遍采用丙類非線性放大，這類放大模式會產生較強的高次諧波，所以發(fā)射機在播音過程中，除了自己的播音頻率之外，還會按傅立葉級數分解成各次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)及負載，另外，高次諧波電流還通過電纜或天線向空間輻射，干擾鄰近電氣設備，但由于該類放大模式會使發(fā)射機的工作效率大大提高（psm調制方式下，整機效率可達到70%以上），遠遠高于乙類放大的蔚骰，所以目前國內主流大功率短波發(fā)射機基本上都是采用丙類放大的psm模式。 根據傅里葉級數的原理，周期函數都可以展開為常數與一組具有共同周期

4、的正弦函數和余弦函數之和： f（t）=+（ncos（n？棕t）+bnsin（n？棕t） 上式稱為f（t）的傅里葉級數，其中，=2/t。 n=f（t）cos（n？棕t）dt n為整數，n=0。 bn=f（t）sin（n？棕t）dt n為整數，n=1。 在間斷點處，下式成立： =+（ncos（n？棕t）+bnsin（n？棕t） 為信號f（t）的直流分量。 令 cn= c1為基波幅度值，cn為n次諧波的幅度值。 諧波的頻率必然是基波的頻率的整數倍，基波頻率3倍的諧波分量稱之為三次諧波，基波頻率5倍的諧波分量稱之為五次諧波，以此類推，不管多少次諧波，他們的波形都是正弦波。 1.2 發(fā)射機互調干擾 發(fā)射

5、機互調干擾是多部發(fā)射機在同時播音的時候，天線之間或者天線共用設備的隔離度不夠而造成的，比如發(fā)射機天線倒換開關和功分器等設備，使多部發(fā)射機信號落入另一部發(fā)射機，并在末級進行調制，產生不需要的組合頻率，對接收信號頻率與這些組合頻率相同的接收機造成的干擾，稱為發(fā)射機互調干擾，這種干擾在大功率短波發(fā)射臺還是比較常見的，嚴重危害發(fā)射機工作的穩(wěn)定性，影響安全播出。 2 高頻電磁干擾造成的危害 2.1 高頻電磁場對電子設備的危害 由于發(fā)射機高次諧波分量的頻率非常廣，且處于無線廣播設備和電視設備的工作范圍之內，所以會對在用電氣設備及精密儀器造成影響，隨著發(fā)射功率的增加和距離的接近，其干擾程度逐漸加重，直接的表

6、現為電視節(jié)目有雪花或者橫紋、電話有串音、音響設備有串音，最主要的是會造成對電磁場要求嚴格的各類精密儀器的損害，產生不必要的財產損失。 當高次諧波信號串入電源系統(tǒng)時，會對整個電力系統(tǒng)造成不可估量的后果，造成電壓和電流的波形發(fā)生畸變，進而損壞電路中的用電設備，甚至有可能造成網路諧振的發(fā)生。 當有金屬物品處在強電磁場環(huán)境下時，由于其導電性會在金屬物體表面形成感應電動勢，此時如果接觸或碰撞會對人體產生高溫電灼傷，并有可能產生電火花，引起燃燒或者爆炸，造成嚴重后果。 大功率的電磁干擾還會對軍用或民用航空雷達系統(tǒng)產生干擾。 2.2 高頻電磁場對人體的危害 由于人體也屬于導電體，所以當人長期處于強電磁場環(huán)境

7、下時，感應電就會在人體內部產生，使人體的細胞和組織吸收電磁能而產生不良反應，其反應程度隨電磁環(huán)境的加強進一步加劇，根據資料統(tǒng)計顯示，在強電磁場環(huán)境下人體所受傷害主要是中樞神經系統(tǒng)的功能失調。集中表現為神經衰弱等方面的癥狀：如頭暈、頭痛、渾身乏力、記憶力持續(xù)減退、睡眠嚴重不好等；還有的表現為植物神經功能紊亂：如多汗、食欲不振、心慌氣短等癥狀。此外有的人還會出現脫發(fā)、手指有時會輕微顫抖和視力減退等癥狀。電磁場對人體的作用大多主要是功能性的改變，具有一定的可恢復性，一般在脫離強磁場環(huán)境數周之內就可消失，但也有在高強度、長時間電磁環(huán)境的作用下不易恢復健康的例子，并且對人體的危害是具有累積性的。 3 高

8、頻電磁干擾的防護措施 防止高頻電磁干擾的危害主要采用濾除高次諧波、安裝屏蔽體和高頻接地等方式，即根據電磁場環(huán)境的特點，采用不同結構型式和材料的屏蔽裝置，同時還可以考慮改善發(fā)射機所用高頻元器件，以降低電磁場強度。 3.1 加裝高頻濾波系統(tǒng) 圖1 諧波濾波器原理圖 諧波濾波器分為有源濾波和無源濾波兩種，兩種濾波器的濾波方式是完全不同的，有源濾波又稱為主動式的濾波，主要是檢測系統(tǒng)中的諧波，然后生成一個大小相等，相序相反的波形去（下轉第146頁）（上接第70頁）抵消諧波分量；無源濾波又稱為被動式的濾波，主要是通過一系列電容和電感的組合，形成只能所需要頻率通過的濾波器，把多余分量濾除掉。 大功率短波發(fā)射

9、機目前采用的主要濾波設備為無源諧波濾波器，圖1為df100a大功率短波發(fā)射機原理圖。 df100a型短波發(fā)射機的諧波濾波器是由兩節(jié)完全相同的90度網絡串連而成，兩組網絡都是阻抗為75的90度延遲網絡，它是一種常k式低通濾波器。其輸入阻抗和輸出阻抗均為75。諧波濾波器的中間電容c2是一組網絡的輸入電容（c21）與另一組網絡的輸出電容（c22）的合并電容。每個濾波電感（l1與l2）在諧振時的感抗都為+75。輸入輸出電容器（c1與c3）在諧振時的容抗都為-75。中間電容器c2的容抗為-37.5。當發(fā)射機更換工作頻率時，為確保濾波器對諧波的濾波度，諧波濾波器的元件參數也要作相應的調整，諧波濾波器的元件

10、都是聯動的，便于統(tǒng)調。 3.2 加裝屏蔽體 屏蔽就是將電磁能量限制在規(guī)定的空間內的一種措施，完成這一措施所使用的材料稱之為屏蔽體。屏蔽體一般用銅、鋁或鐵質導電材料制成，如發(fā)射機高頻腔體，就是為了防止高周信號串到低周而采取的防護措施，必要時可采用雙層屏蔽。屏蔽體可以是板狀也可以是網狀，如制成網狀，則目數愈大、金屬絲愈粗屏蔽效果愈好。在條件允許的情況下，應適當加大屏蔽體至電磁場源之間的距離，這樣既不影響高頻設備的正常運行，又可以提高屏蔽效果。采用高頻接地、高頻設備的外殼和屏蔽體均應接地，這兩種接地總稱為高頻接地。 3.3 采用高頻接地 高頻接地裝置的接地線不宜太長，一般應限制在四分之一波長范圍之內

11、，這主要是為了防止在接地線上產生駐波而出現較高的電壓，這樣對人和設備都會有安全隱患，高頻接地線采用的是多股軟銅線，以減小接地線的電感和其中的渦流損耗，用于高壓設備接地裝置的接地電阻應不大于10，高低壓設備共用的應不大于4，接地電阻每年在最干燥的季節(jié)里測量一次，除應符合上述規(guī)定外，與以往相同環(huán)境下測得的值相比，也不應有過大的增加。對于屏蔽接地，應該在屏蔽體的一點與大地相連接，只要是為了防止有害的不平衡電流。 對于發(fā)射臺高頻設備，為防止干擾，外殼和屏蔽裝置也都需要接地。特別是在大功率短波發(fā)射臺，它對人們的危害也越來越嚴重，我們應盡可能做好防護，減少它對人體的傷害。 3.4 其他抗高頻干擾的方法 對

12、電源的高頻串擾可以在電源端加入低通濾波器，防止機內高頻干擾信號外竄污染電網，同時阻止電網中可能存在的高頻干擾信號進入，一般采用rc串聯網絡；發(fā)射機各級整流電路盡量采用橋式全波整流裝置，減少電源紋波串擾；對于發(fā)射機各取樣信號，采用質量可靠的a/d轉換器，將模擬信號轉換為數字信號進行傳輸，以減少干擾。 4 結束語 怎樣解決大功率短波發(fā)射機的高頻干擾問題，一直是困擾電臺技術人員的一個難題。隨著人類文明的不斷提高，各類電子設備得到了廣發(fā)應用，高頻干擾情況時有發(fā)生，對人身和設備造成極大危害。高頻干擾的成因非常復雜，所以解決起來也很棘手，解決高頻干擾需要多管齊下，對癥治療，不是某一種方法就能徹底解決的，在這里也只能把它的危害盡量將到最低，不過隨著數字化程度的不斷提高，我相信在不久的將來高頻干擾問題也會得到有效地遏制。 【參考文獻】 1陳美君.高頻電子系統(tǒng)