中短波广播发射机间电磁干扰的解决方案

2020-11-06 05:59张涛
中阿科技论坛(中英阿文) 2020年9期
关键词:电磁干扰广播信号

张涛

摘要:中短波广播信号是现在被普遍使用的一种频段信号,但由于中短波广播信号发射机通常所处的环境比较复杂,各个发射机之间存在电磁干扰现象,严重影响到了广播信号的正常传播,使广播中心的工作效率和广播质量大大地被降低。本文探讨了如何采取有效方法来解决中短波广播发射机之间的电磁干扰问题,以提高广播传输信号的质量。

关键词:广播;电磁干扰;信号

中图分类号:TN934.81        文献标识码:A

目前我国在广播通讯行业里用的均是一些中短波广播发射机,其工作的理想状态就是不会受到外界的任何干扰,但是实际情况却不是如此。因为在一个广播信号系统里,不可能只有一个发射机存在,这导致不同的发射机在工作时,各种电子设备之间很容易出现电磁干扰问题,这严重影响到了广播信号的正常传播,使广播中心的工作效率和质量大大地被降低。在这个问题上,业界人士和相关人士一直在寻求更好的技术手段来解决。为此,需要采取各种有效方法来解决中短波广播发射机各频段之间的电磁干扰问题,以提高传输信号的质量。

1 中短波广播信号和电磁干扰简介

中短波给人们提供了很多的广播节目,但是其在传播时,很容易受到高频电磁场的干扰,从而影响到广播信号的质量。为了保障保证广播节目的高质量传播,需要采取更为有效的方法来解决电磁干扰问题。在科学技术不断进步的今天,电磁干扰问题依然存在。现在如何解决中短波广播信号的电磁干扰问题,已经成为广播通讯行业的一个共识和首要解决的问题。想要解决这些问题,需要对中短波广播信号和电磁干扰有所了解和认识[1]。

1.1 中短波广播信号介绍

中短波广播信号指的是30MHz以下的广播信号频率。从19世纪出现之后,就因其覆盖范围比较广、传输距离比较远、接收简单并且价格低廉等优点受到了世界各国的欢迎和普遍使用,将其作为了一种基本的信息传播手段,被广泛应用。中短波广播信号是一个统称,它又可以分成中波信号广播和短波信号的广播。中波频段的范围在526.5 KHz~1606.5 KHz,这个时候广播电台会在9 KHz~10 KHz带宽的不同信道上传送自己的节目信息,可以较为有效地避免一些信号干扰的情况。短波广播信号的传输频段在2.3 MHz~26 MHz,在沿着地面传播的过程中,可以传播更远距离的广播节目,从几百公里到几千公里之外都可以接收到短波广播信号。

1.2 电磁干扰简介

电磁干扰,可能从字面上来理解,会觉得它很专业,远离世俗,但其实它在我们的日常生活中还是很常见的,比如当我们在收听广播时,手机来电的一瞬间就会使收音机出现几声“嚓嚓嚓”的声音,这其实就是一种产生了电磁干扰的现象。它可以被认为是一种电子噪音,是各种电子设备中很常见的一种电磁现象,当我们觉得它有害时,它就是电磁干扰现象。尤其是对于各种电子设备,电磁干扰的影响是比较大的,比如电磁可以扰乱正常传播的電子信号,给传输的通道造成破坏,以及降低电子设备的性能等。同样,中短波广播发射机本身就是一种电子元器件,电磁干扰可以说是一个非常棘手的问题。因此,当前急需要采取更加有效的方式来解决和减少中短波广播信号中电磁干扰的问题。

2 中短波广播发射机间电磁干扰的类型

在中短波广播中的电磁干扰,指的是在中短波信号传输的过程中,一些电磁因素的存在会影响到中短波有用信号的传输,使中短波通讯中会存在一些杂波信号,对正常的、有用的广播通讯信号质量产生影响。中短波广播发射机是广播信号传输过程中非常关键的一个电子设备器件,在其工作过程中,经常会遭到电磁的影响和干扰。由于中短波广播发射中心所处的的特殊环境,目前想要完全消除电磁干扰的影响,是基本不大可能实现的。当前来看,中短波广播发射机之间的电磁干扰有以下几种类型:

2.1 被测信号干扰

中短波广播信号的电磁干扰类型中,信号干扰是主要的一种电磁干扰形式。在广播信号传播的过程中,经常会出现有各种其他信号来源的干扰状况。这个是不可能完全避免的,因为其他的电子设备在运行过程中,也会产生一定的信号,这个时候各种信号的存在,便不可避免的地造成了对其他信号的影响和干扰。通常我们会把这种信号干扰分成两种方式,一种是常态信号干扰,一种是共模信号干扰。常态干扰一般就是在信号干扰的基础上又有电子噪声的存在,共模干扰通常和交流电的信号有关[2]。但不管是哪种形式的信号干扰,肯定都会对广播信号的正常和顺利传输造成不良的影响。需要说明的是,共模干扰也会演变成常态干扰,从而给中短波广播信号带来影响。

2.2 程序干扰

程序干扰主要指的是由于一些程序的错误或者操作失误等造成的电磁干扰形式。一般情况下,中短波广播发射机的系统本身都具备一定的抗干扰能力,而且随着现在科技的不断进步,很多广播发射机站都有自动化的监控监测系统,但在实际的、复杂的电磁环境中,由于在电位接地或者电磁屏蔽等方面的工作没有做好,或者做得不到位,就造成了发射机系统中的机箱主体或者一些逻辑控制器被干扰的现象,进而给中短波广播信号的稳定运行、程序稳定以及安全产生了影响[2]。

2.3 线间耦合干扰

在中短波广播信号的电磁干扰类型中,线间耦合干扰也是一种经常会出现的电磁干扰类型。根据线间耦合形式的不同,我们又把线间耦合干扰划分成了电容性耦合、电磁性耦合、电感性耦合三种形式。但无论是哪种干扰形式,实质都是在多个线路之间产生的。当有两个或两个以上的线路时,就会不可避免地产生线路和线路之间的电磁干扰,相互作用之后磁场变化产生的电磁干扰就会给广播发射机的信号带来或多或少的影响。

2.4 地面干扰

虽然现在科学技术已经非常先进,但我们也不能完全保证地面的发射机设备是完全没有缺陷的,如果有一些指标不符合要求,即便是非常小的一点问题,也有可能会带来电磁干扰,这样就会导致中短波广播传输的信号里有杂波或者有谐波,进而形成地面干扰。另外,如果变频器、高功放等地面工作设备的设置不正确或不准确,也会造成信号波里有较高的噪声,从而大大降低中短波广播信号的传输质量。

3 电磁干扰对中短波广播信号的影响

通过上述对于电磁干扰相关知识的认识,我们已经了解到电磁干扰几乎存在于所有的电子设备当中,只要电子设备运行,电磁干扰就不可避免地会出现,从而给传输的信号造成影响。虽然每个人都不希望看到电磁干扰信号的存在,但它确实是真实存在的,并且无法完全消除。虽然所有的电子设备都会或多或少产生电磁干扰,但除去本身之外,它对于其他电子设备的电磁干扰都是非常敏感的,它可以通过电源线、电缆等进行影响和传播。电磁干扰的出现对电子设备或系统,尤其是含有半导体器件的设备或系统会产生非常严重的破坏和影响。而中短波广播发射机又恰恰是这些半导体器件,所以,电磁干扰对中短波广播信号会产生很多不良影响。

电磁干扰可以说是中短波广播信号的孪生兄弟,从有中短波广播信号开始,也就有了电磁干扰。因为一切用电设备在运转的过程中都会有电磁现象的产生,并且会以电磁场的形式向周围传播。比如,我们在开灯的一瞬间,中短波广播信号的载体收音机会出现“喀喀喀”的声音,这就是由于电灯开关和荧光灯起辉器闪烁的瞬间有电磁干扰辐射场的产生,中短波的广播信号受到了影响,从而出现了信号的瞬间异常。如今,我们已经完全进入电子时代和自动化时代,伴随着各种电子设备出现,电磁干扰就像烟雾一样笼罩在我们周围,尤其是给中短波广播信号带来了极其严重的影响和危害。比如20多年前在广州机场出现的电磁干扰飞机通信信号的案例,使当时的90多个航班不能够正常运行,给广州机场带来了很大且负面的影响,并造成了难以估量的损失。

4 中短波广播发射机间电磁干扰的解决策略

不断出现的电磁干扰问题是客观存在的,不能完全消除,但中短波广播发射机在工作过程中,会受到来自于其他设备的电磁干扰,电磁干扰的存在必定会给中短波广播信号的传输带来很多不利的影响。因此,在科学技术水平越来越高的今天,如何解决这一难题,是现在业界人士和社会越来越关注的问题。随着科技不断进步,中短波广播发射技术已经有了很大的进步和提高,但不断出现的电磁干扰问题虽然是客观存在的,不能够完全消除,我们仍然可以采用一些方法来减小电磁干扰对中短波广播信号的影响[3]。因此,为了确保中短波广播节目的高质量播出,需要采取有效的方法来解决电磁干扰问题,以便更好地保障中短波广播信号的高质量传播,并提高中短波广播发射机的抗干扰能力。

4.1 提高共模干扰抗性

为了缓解共模干扰对中短波广播信号的影响,可以采用两种方式。一种是以双端输入的运算放大器作为模数转换器的前置放大器。这样做的目的是数字信息源和各项模拟负载可以被电磁干扰器或者变压器很好地区分开。当采用这种方法时,干扰信号就不能形成一个有效的回路,也就不会对广播信号带来影响,这样就解决了共模干扰的问题,获得了预期的良好效果。还有一种方法是用数字滤波技术。简单一点来说,就是对那些无用的干扰信号进行过滤,以达到减少共模干扰的目的。

4.2 提高常态干扰抗性

为了有效缓解常态电磁干扰的发生率,可以从两个方面来进行控制。一种是当干扰频率高于中短波广播信号的频率时,可以采用输入低通滤波器的方法来对抗干扰。当干扰频率比中短波广播信号的频率低时,则采用高通滤波器的方法来控制干扰信号。当干扰信号和中短波广播的信号的频率相似时,采用带通滤波器的方法来控制干扰。

4.3 提高线间耦合干扰抗性

在当前的科技条件下,中短波广播发射机之间的线路性能已经算很高了,即便如此,线路之间的磁场仍是客观存在的,这就导致了线间耦合干扰的发生。为此,有人提出了采用抑制干扰源的方式来处理。比如可以运用同轴电缆或者双绞线的方式来解决,另外一些特殊的屏蔽方式也可以达到控制干扰源的作用。

4.4 地面干扰的处理措施

4.4.1 地线处理

用地线处理的方法来解决中短波广播信号中的电磁干扰问题,可以说是最为经济实惠的一种方式。但有一点需要说明,那就是要尽量控制地线的数量和长度,这样可以减少一些线间耦合的干扰发生,并且也降低了地线的串扰率。也就是要尽量保持地线之间的独立,采用多点接地、悬浮接地和混合接地的方式。一般在实际的应用中,多采用综合接地的地线处理方式,因为实际情况很复杂,要根据不同的情况采用多种形式的接地方式,以达到减少相互之间干扰的目的。

4.4.2 改善同频干扰对中短波广播发射机的影响

随着现在广播事业的不断发展,在同一个频段中可以有多个信号同时输出,因为这些之间的信号比较类似,所以不可避免地就会产生同频传輸之间的信号干扰。这个时候,就需要采取有效的方法来改善同频干扰的影响,通常我们会采用定向天线的方法,可以将磁性天线设置在接收机内,这样可以有效地减轻接收过程中所带来的同频干扰,确保能够接收到高质量和远距离的中短波信号,在收听当地中短波信号时也可以保证良好的接收效果。同时事实也证明,增加发射机功率也可以达到同样的目的。

4.4.3 削弱机房的电磁干扰

电磁干扰的一个主要栖居地就是机房内部,因此,可以对电磁干扰采用隔离屏蔽的方法来提高中短波广播信号传输的质量。一种是电磁屏蔽,通常情况下出现在高频磁场中,是利用低电阻金属中的电流来阻止磁力线和信号源之间相互干扰造成的影响。一种是静电屏蔽,也就是为了防止静电干扰的产生而采取的屏蔽措施。还有一种是磁屏蔽,这通常发生在低频的磁场中。在建设中短波广播信号发射机的机房过程中,可以将这三个屏蔽内容构建成一个屏蔽层,以达到屏蔽干扰信号的目的。需要说明的是,最好用避雷防护接地网络、机房圈梁以及钢筋混凝土井桩相连接,相对应的机房内部最好采用铝合金双层门窗来进行电磁屏蔽,这样的屏蔽效能会更高。如果有条件的话,还可以在监控室中安装计算机系统和信号分配器,避免设备遭受静电的影响。

5 结语

近年来,科学技术的发展促进了各种电子设备的改进和性能的提高,在中短波广播发射机方面,我国的中短波广播发射技术也在不断的发展当中取得了进步。不可否认,技术的进步为中短波广播带来了很大的机会,但电磁干扰仍然是中短波广播发射过程当中最让人感到头疼的一个常见问题。为了满足人们对于各种广播信号越来越高的需求,提供更加有质量的广播服务,就必须要解决电磁干扰问题,以保障中短波广播设备的高质量运行。而我们知道,电磁干扰是一种客观存在的会扰乱中短波广播信号的干扰现象,在解决电磁干扰问题时,要针对具体的干扰源来有针对性地解决,找到最为有效的抗电磁干扰方法,以更好地保障中短波广播发射信号的稳定和高质量发射。

(责任编辑:陈之曦)

参考文献:

[1]赖少康.如何解决中短波广播发射机间的电磁干扰[J].科技传播,2015,7(07):66-67.

[2]周民良.中短波发射机间电磁干扰问题的解决[J].中国新通信,2016,18(01):28.

[3]李旭朝.探析中短波广播发射台电磁干扰问题的控制方式[J].科技资讯,2016,14(02):28+30.

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