李偉
(內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾548 臺(tái),內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000)
前言:伴隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,新媒體沖擊著傳統(tǒng)廣播電視行業(yè)的發(fā)展,中短波廣播發(fā)射臺(tái)作為傳統(tǒng)傳媒行業(yè)的重要組成部分,面臨的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。電磁干擾是中短波廣播發(fā)射臺(tái)受到的主要干擾類(lèi)型,也是影響中短波廣播發(fā)射臺(tái)進(jìn)一步發(fā)展的重要問(wèn)題?;诖?,本文對(duì)中短波廣播發(fā)射臺(tái)的電磁干擾及其解決方法進(jìn)行分析和探究。
中短波廣播信號(hào)是通過(guò)波的形式進(jìn)行傳遞的,也就是所說(shuō)的電磁波通過(guò)相關(guān)調(diào)節(jié)設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、調(diào)制等操作進(jìn)行輸出的。廣播發(fā)射中心是中短波信號(hào)傳輸?shù)某霭l(fā)點(diǎn),中短波發(fā)射臺(tái)發(fā)射的是中波和短波信號(hào),這里說(shuō)的中波頻率范圍為526~ 1606 kHz,而短波的頻率范圍在2.3~ 26 MHz。中短波的波長(zhǎng)在50~ 200 m。在傳播過(guò)程中,中短波廣播信號(hào)主要是通過(guò)地波傳播和天波傳播兩種方式進(jìn)行傳播的,并且不同的波長(zhǎng)和頻率,中波和短波的廣播傳播范圍也是不同的。通常情況下,短波主要應(yīng)用在較遠(yuǎn)距離的傳播,比如:常見(jiàn)的國(guó)際廣播就是通過(guò)短波的方式發(fā)射,而中波則主要是以地波傳播方式進(jìn)行傳播。由于中波在傳輸過(guò)程中被劃分為上百個(gè)頻道,在地面?zhèn)鞑ミ^(guò)程中信號(hào)衰減較小,而且信號(hào)傳播比較穩(wěn)定,外界環(huán)境的波動(dòng)不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。但是,中短波發(fā)射臺(tái)作為信號(hào)產(chǎn)生地很容易受到外界環(huán)境的影響,尤其是電磁干擾對(duì)其會(huì)產(chǎn)生較大影響。根據(jù)電磁場(chǎng)的特征,本文將電磁干擾現(xiàn)象分為兩種主要形式:傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾是指干擾源以電解質(zhì)為傳播媒介對(duì)其他電磁網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的干擾;輻射干擾是指干擾源在空間中傳播,相互覆蓋、相互作用而形成的干擾。根據(jù)干擾源的來(lái)源,又可以將電磁干擾分為人為干擾和自然干擾兩種。人為干擾是指設(shè)備周邊由于其他設(shè)備而產(chǎn)生的信號(hào)相互干擾;自然干擾則是由于氣象、大氣結(jié)構(gòu)、空間環(huán)境等因素造成的信號(hào)干擾。另外,根據(jù)干擾的重要程度,又可以將電磁指一旦存在電磁干干擾分為功能型干擾和非功能型干擾。其中,功能型干擾是擾,將會(huì)直接影響設(shè)備的正常功能;非功能型干擾則不會(huì)直接影響設(shè)備功能的正常使用。對(duì)于中短波廣播發(fā)射機(jī)而言,一方面由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,元器件眾多,另一方面考慮到廣播發(fā)射臺(tái)中或周邊存在許多電磁設(shè)備,因而幾乎涉及上述的所有類(lèi)型的電磁干擾。
中短波廣播的出現(xiàn)較早,是20 世紀(jì)就開(kāi)始應(yīng)用的媒體手段。在以往的發(fā)展過(guò)程中,中短波廣播的確發(fā)揮出了強(qiáng)大的效果,同時(shí)又因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉普及較廣,所以幾乎是成為基礎(chǔ)通信手段的主導(dǎo)者。但是隨著時(shí)代的發(fā)展,科技的不斷深入研究使得越來(lái)越多的媒體技術(shù)走入大眾的視野,中短波廣播平臺(tái)的發(fā)展也就開(kāi)始遭遇挑戰(zhàn),盡管說(shuō)我們承認(rèn)中短波廣播曾做出巨大貢獻(xiàn),并且在如今依然擁有者不可替代的作用,但是被時(shí)代所遺忘和被市場(chǎng)新主體挑戰(zhàn)也是中短波廣播發(fā)展必須要認(rèn)清的現(xiàn)狀。中短波廣播發(fā)射臺(tái)產(chǎn)生的電磁干擾問(wèn)題原因較為復(fù)雜,自然因素、人為因素的作用,均有可能引發(fā)電磁干擾,造成中短波發(fā)射臺(tái)信號(hào)發(fā)射穩(wěn)定性降低,影響實(shí)際使用效果。宇宙射線、太陽(yáng)射線在很大程度上都會(huì)造成電磁干擾,影響中短波廣播發(fā)射臺(tái)的正常運(yùn)行。而人為因素導(dǎo)致的電磁干擾則主要是指在中短波廣播發(fā)射臺(tái)信號(hào)傳輸過(guò)程中,由于人為發(fā)出的電磁波干擾導(dǎo)致的一些雜波出現(xiàn),影響了中短波廣播發(fā)射臺(tái)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展,新型傳播技術(shù)在為中短波廣播發(fā)射技術(shù)升級(jí)提供有力技術(shù)支持外,也會(huì)在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中對(duì)中短波信號(hào)傳輸過(guò)程產(chǎn)生一定影響,這些都是中短波廣播發(fā)射臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中可能遇到的電磁干擾問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因。中短波的電磁干擾,指的是在中短波的信號(hào)頻段內(nèi),產(chǎn)生了其他的無(wú)用信號(hào)或電磁影響,使通過(guò)中短波通信接收到的信號(hào)受到損害,影響有效信號(hào)的接收。通常情況下,產(chǎn)生電磁干擾既有自然原因也有人為原因。自然原因是由宇宙射線、雷擊或者太陽(yáng)射線等自然因素產(chǎn)生的;人為原因是指在中短波廣播發(fā)射信號(hào)過(guò)程中,受到了其他電磁波的干擾,產(chǎn)生各種雜波。目前,由于各種傳播技術(shù)的發(fā)展,中短波在發(fā)射過(guò)程中很容易產(chǎn)生電磁干擾,因此,中短波信號(hào)的傳輸質(zhì)量受到很大影響。
被測(cè)信號(hào)干擾是當(dāng)前中短波廣播發(fā)射臺(tái)面臨的主要電磁干擾類(lèi)型之一,根據(jù)電磁干擾的表現(xiàn)又分為共模干擾和常態(tài)干擾兩種表現(xiàn)方式。其中,共模干擾主要是指轉(zhuǎn)化器的兩個(gè)輸入端口都會(huì)出現(xiàn)相類(lèi)似的干擾,因此,在直流以及交流電的電壓環(huán)境下,極易出現(xiàn)共模干擾,造成信號(hào)不穩(wěn)定性,對(duì)正常的設(shè)備使用以及信號(hào)接收產(chǎn)生影響。在電磁干擾情況下,造成廣播信號(hào)出現(xiàn)噪音,噪音與信號(hào)疊加有關(guān),二者之間呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系,在電磁干擾過(guò)程中,應(yīng)進(jìn)行必要的梳理。文章中研究的電磁干擾主要是針對(duì)變化頻率快、變化無(wú)規(guī)律的交變信號(hào),在研究過(guò)程中,應(yīng)做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作,基于整個(gè)中短波廣播發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行全面分析,在檢測(cè)過(guò)程中,一旦發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)信號(hào)為單端輸入,那么受到共模干擾的影響,被測(cè)信號(hào)的單端電壓就會(huì)變成常態(tài)干擾信號(hào)。為避免中短波廣播發(fā)射臺(tái)出現(xiàn)常態(tài)干擾情況,可以調(diào)整技術(shù)方案,使用雙端輸入機(jī)制。
程序干擾作為電磁干擾的主要類(lèi)型之一,對(duì)于中短波廣播發(fā)射臺(tái)的正常運(yùn)行產(chǎn)生了極大阻礙。幾乎所有的中短波廣播發(fā)射臺(tái)都已經(jīng)采取了智能化監(jiān)控系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng),并且在智能化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)支持下,對(duì)于發(fā)射臺(tái)使用的機(jī)箱以及控制器等設(shè)備,都采取了必要的技術(shù)手段,因此,抗電磁干擾能力較強(qiáng),這里所說(shuō)的程序干擾主要是指復(fù)雜電磁環(huán)境下自動(dòng)化控制和監(jiān)控系統(tǒng)可能出現(xiàn)的干擾問(wèn)題。其中,可編程邏輯控制器的應(yīng)用讓信號(hào)傳播更為便捷高效,但會(huì)對(duì)整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響,導(dǎo)致中短波廣播發(fā)射臺(tái)的各個(gè)具體操作環(huán)節(jié)有可能出現(xiàn)程序干擾問(wèn)題,比如:電位接地或者是屏蔽沒(méi)有及時(shí)處理,或者是處理效果不夠理想,導(dǎo)致工控機(jī)、編程控制器在電磁干擾的情況下信號(hào)不穩(wěn)定,進(jìn)而對(duì)中短波發(fā)射機(jī)的安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。另外,在一定情況下,編程控制器錯(cuò)誤發(fā)出指令,會(huì)導(dǎo)致中波發(fā)射臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法得到調(diào)控,使整個(gè)電路中出現(xiàn)感應(yīng)電流,進(jìn)而引發(fā)電磁干擾問(wèn)題。
線間耦合干擾也是中短波廣播發(fā)射臺(tái)電磁干擾的一種常見(jiàn)干擾類(lèi)型,具體的線間耦合干擾又有以下三種具體表現(xiàn)形式:一是電感性耦合干擾,二是電容性耦合干擾,三是電磁型耦合干擾。這三種線間耦合干擾方式在具體表現(xiàn)上存在一定的差異,但其產(chǎn)生原因均相同,都是由耦合干擾引發(fā),盡管耦合干擾的誘發(fā)因素不同。耦合干擾下,電路之間的磁場(chǎng)相互作用,造成中短波發(fā)射臺(tái)無(wú)法正常運(yùn)行,信號(hào)傳輸穩(wěn)定性大大降低,無(wú)法滿足實(shí)際使用需求。
中短波廣播發(fā)射臺(tái)的地面干擾主要有雜波干擾和諧波干擾兩種電磁干擾表現(xiàn)方式。如果中短波廣播發(fā)射臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了地面干擾問(wèn)題,其輸出的信號(hào)清晰度就會(huì)受到影響。另外,地面干擾還會(huì)引起強(qiáng)度較高的中短波信號(hào)雜音,會(huì)對(duì)中短波廣播發(fā)射臺(tái)的信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生影響,進(jìn)而引發(fā)變頻器或者其他功效較高的廣播發(fā)射設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)轉(zhuǎn),或者是信號(hào)傳輸失誤問(wèn)題。地面干擾引發(fā)雜音會(huì)一直伴隨著中短波信號(hào)傳輸?shù)接脩舳耍瑢?duì)用戶接收廣播信號(hào)內(nèi)容造成一定的不良影響。
共模干擾是中短波廣播發(fā)射臺(tái)電磁干擾的主要類(lèi)型之一,通常情況下會(huì)采取以下幾方面措施來(lái)應(yīng)對(duì)。一是運(yùn)用雙端輸入的方式運(yùn)算模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)的前置放大器,以此將變壓器或者是對(duì)數(shù)字信號(hào)源的電磁干擾負(fù)載進(jìn)行分散,降低負(fù)載壓力,以此保證信號(hào)傳遞的高效率和高質(zhì)量。通過(guò)這種方式對(duì)共模干擾進(jìn)行處理,能夠使被測(cè)信號(hào)以較低負(fù)載進(jìn)入到發(fā)射臺(tái)之中,形成共模通路,增強(qiáng)電磁干擾的抵抗效能。二是使用數(shù)字濾波技術(shù),在數(shù)字濾波技術(shù)的支持下,多個(gè)通道能夠使用同一個(gè)濾波程序,使多個(gè)信號(hào)得以同時(shí)處理,尤其在數(shù)字濾波器的濾波過(guò)程中,可以借助相應(yīng)程序,快速實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的穩(wěn)定傳輸,強(qiáng)化信號(hào)抗干擾能力。也就是實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波,這也是抗共模干擾的一種有效處理方式,數(shù)字濾波處理方式還具有操作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于常態(tài)干擾,可以嘗試從干擾信號(hào)的特性以及干擾信號(hào)的源頭兩個(gè)角度采取措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。如果常態(tài)干擾的電磁頻率比被測(cè)信號(hào)的頻率高,這時(shí)可以采用輸入低通濾波器的方式對(duì)常態(tài)干擾進(jìn)行處理,但如果常態(tài)干擾的頻率低于被測(cè)信號(hào)的頻率,那么則可以采用輸入高通濾波器的方法對(duì)其進(jìn)行處理。如果常態(tài)干擾的頻率與被測(cè)信號(hào)的頻率幾乎無(wú)差別,這時(shí)會(huì)采用帶通濾波器的方式進(jìn)行應(yīng)對(duì)。
針對(duì)程序干擾問(wèn)題,可以使用電纜屏蔽的方式進(jìn)行應(yīng)對(duì),通過(guò)電纜對(duì)可編程邏輯控制器進(jìn)行部分屏蔽,或者是應(yīng)用高壓泄放元件技術(shù)對(duì)程序干擾問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防。通過(guò)上文分析可知,中短波廣播發(fā)射臺(tái)智能化和自臺(tái)監(jiān)控等系統(tǒng)的應(yīng)用依賴于信號(hào)輸入和輸出,輸入信號(hào)端和輸出信號(hào)端會(huì)之間的密切聯(lián)系是導(dǎo)致線間耦合干擾出現(xiàn)的原因,針對(duì)這一主要原因,在處理線間耦合干擾時(shí),可以采用控制干擾源的方式,這樣能夠達(dá)到較好的抗干擾效果。具體來(lái)說(shuō),可以采用物理隔離的方法,應(yīng)用雙絞線或者是同軸電纜對(duì)干擾源進(jìn)行屏蔽,以此達(dá)到抗電磁干擾的目的。因此,亟待運(yùn)用相應(yīng)手段防控上述的耦合干擾。耦合干擾很可能來(lái)源于電力線或者某些信號(hào)線之間的強(qiáng)烈電磁場(chǎng)效應(yīng),針對(duì)此類(lèi)干擾需要運(yùn)用特定方式抑制干擾源或者屏蔽現(xiàn)存的線路干擾源。此外,技術(shù)人員還可靈活選擇同軸電纜或者雙絞線用于抵抗強(qiáng)度較高的線路耦合干擾,從而全面改進(jìn)現(xiàn)存的廣播發(fā)射回路。
結(jié)束語(yǔ):本文通過(guò)對(duì)中短波廣播發(fā)射臺(tái)的電磁干擾及其應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行分析和探討,指出為提高中短波廣播發(fā)射臺(tái)的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)能力,必須對(duì)電磁干擾現(xiàn)象進(jìn)行抗干擾途徑的探索。本文對(duì)中短波廣播發(fā)射臺(tái)電磁的干擾類(lèi)型進(jìn)行了深入詳盡的分析和總結(jié),并針對(duì)這些不同類(lèi)型的電磁干擾,又提出了應(yīng)對(duì)中短波廣播發(fā)射臺(tái)抗干擾的有效措施。