中波广播干扰问题的预防和改善

王石川

摘 要：因受强高频的电磁场影响，不少中波广播的信号传输与接收都受到了一定程度的干扰。如何预防和改善这些干扰问题，就是中波广播的发射系统实现有效日常运作的关键。该文简要分析了干扰中波广播的具体原因，并提出了一些预防和改善的有效具体措施。

关键词：中波广播 干扰问题 预防 改善

中图分类号：TN948 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（c）-0170-02

无论是新型的网络传播还是传统的广播传媒，这些电子传播依然都饱受电磁干扰，尤其是中波广播的负面影响。中波广播给信号传递的完好性带来了很大的干扰威胁，严重影响到传递讯息的质量。

1 中波广播干扰信号的预防和改善

1.1 中波广播干扰信号的种类

1.1.1 干扰信号的频率成分分类

（1）同频干扰：主要与同时播出的信号频率较强的干扰信号有关，和接收机的性能关系不大。

（2）邻频干扰：一是与干扰信号的频率较强有关；二是受接收器的选择性影响；三是存在交调干扰。

（3）镜频和中频干扰：一是和接收机的选择性相关（也是出现此类情况的原因）；二是与干扰信号的频率较强有关。

（4）交调、互调干扰：一是和干扰信号的强度有关；二是与接收机的选择性相关；三是与接收机的高频放大器有效动态范围有关。

显然易见，混频干扰的主要产生原因包括两方面：一是和接收机受到的干扰信号的强度有关；二是和接收机本身的选择性及输入动态的有效范围有关。

1.1.2 其他形成的干扰

（1）电波传播干扰：除了夜间远距离传输时同频信号出现干扰外，中波电波还会导致一些局部地域产生因电离层产生交叉而出现干扰现象。具体表现信号收台接收到的节目信号中夹杂非同频的干扰台信号。但这种情况仅会在夜间发生在那些信号频率和大功率发射台处于相同电离层的天波信号之中。

（2）接收干扰：接收方式出现干扰现象和接收机的自身性能以及干扰信号的频率强弱都有很大关系。如果接收机的选择性能较弱但是干扰信号的频率很强，镜频、邻频、中频等等干扰现象就很容易出现；如果接收机的高频放大功能或是混频电路的非线性失真较为严重，但干扰信号的频率很强，那么就很容易出现交调或是互调干扰。

（3）噪声干扰：噪声干扰也是是影响接收效果和收听效果的一大因素。外部噪声包括雷电之类的自然噪声，以及电气设备产生的人为噪声。高压输电的干扰噪声是尤为典型的例子之一。

1.2 预防与改善的措施

1.2.1 预防与改善中波同频干扰

若发射机选用同步广播模式，那么同一节目的同一射频的保护率会出现较大幅度的降低，可以有效改善收听效果。如果需要接受远距离传播的微弱信号，也可以选择定向天线。安装天线带有磁性的接收机后，当地节目及距离不太远的中波接收效果会较好。

1.2.2 预防与改善接收干扰的措施

一是尽量选用定向天线作为信号接收器；二是安装陷波器减少特定干扰频率来提升接收机选择性能，或使用具备平方定律特征的混频电路来扩大接收机的高频放大电路的有效动态范围；三是在接收机的输入端安置高频衰减器适当削减输入信号的电频。

这三种方法虽然并不能彻底解决中波广播导致的干扰，但是也可以发挥出较好的改善效果。

1.2.3 预防与改善噪声干扰的措施

在常见人为噪声之中，火花、电晕、辉光等的放电噪声是以断续性、周期性脉冲及连续性宽频带的形式出现。射频振荡产生的辐射干扰，则主要以周期性的颊宽噪声这种形式出现的。

在常见事物中，日光灯对中波接受的干扰是最大的。现今采用的预防措施，是在灯管外的启辉器旁安置一枚0.006 ?F的电容，并在日光灯的电源接入端安置一个电容。还可以在接受场内改为使用白炽灯，避免日光灯对中波广播的节目信号产生干扰。

除此之外，常见电器在断开或接通瞬间出现的干扰，以及电机的运行中出现的噪声，主要有断续和连续这两种。广播信号的干扰一般是由断续型干扰导致的。改善此类情况，就可以在开关的节点两侧并联一个RC电路。一般在这个RC电路中，C是0.05～0.1 ?F，R是200 Ω。这个电路可以在电机开关的瞬间吸收脉冲电流。高压电线产生的噪声干扰主要是火花放电和电晕造成的。电晕产生的连续噪声，其能量一般低于10 MHz，会严重影响中波广播的接收效果。因此，建立接受场时应尽可能远离高压线。人为噪声虽然并不能彻底消除，但是采取适当措施还是可以改善和预防干扰的。

2 中波广播高频电磁干扰的预防和改善

2.1 中波广播高频电磁干扰的种类

2.1.1 电磁场干扰传输状态分类

所谓“电磁干扰”，就是有用信号之外产生变化干扰的部分，即噪声信号里会产生信号干扰影响的部分。电磁干扰的产生原因主要包括以下三要素：電磁干扰源、较为敏感的接收机、干扰源的导入传输媒介。从这三大元素分别着手，也是解决电磁干扰的主要有效方法。按照传输状态不同，可以将电磁感染分为以下几种：

（1）辐射干扰：辐射引发的电磁干扰，主要出现自与信号波长比你距离相对较远的地方。

（2）感应干扰：主要包括电磁感应和静定感应两种。静电感应主要是高阻抗内的静电稠合现象，电磁感应则指低阻抗内的电磁耦合现象，两者都是近距离的电磁场引发的。发射机内部普遍存在着静电感应和电磁感应。静电感应对MOS电路存在很大的威胁。当发射机处于高压大电流的状态时，输入线和输出线上会同时形成高电压的大电流回路。此时若存在强烈的电磁感应和高频的磁场干扰，极易生成大干扰源。

（3）传导干扰：即在信号传播过程中，电磁波从信号线、电源回路或控制线等侵入导线系统产生的干扰。传导干扰一旦出现，会极大影响整个系统的传输信号质量。

（4）地线感应干扰：即地线感应中出现干扰电压，影响系统常规运作，并生成接地噪声（也就是大地电流引发的电位差）。一般情况下，地线时常出现不平衡电流、浪涌电流及齐次谐波电流等多重干扰信号。

2.1.2 其他形式的干扰

（1）信号源干扰：大多数中波广播往往会同时播放几套节目，此时机房内部电磁场就会变高。信号输入主要是依靠卫星和微波完成传输的，输入线也可被作为天线使用，而输入线内的中波磁场会生成感应电压，进而影响信号传输。

（2）电源系统的干扰：一种是电力线内的传导干扰，主要因中波发射器使用的是统一供电系统，生成的噪声干扰和辐射干扰会沿着电力线传递，并生成相互串联干扰，影响用电设备常规运作；另一种是电力线作为天线引发的干扰，中波传输是垂直极化的而电力线是水平拉伸的，地面波会被大地吸收消散并出现水平分量，从而形成干扰源。此外，电力线的垂直部分很少，中波传递的垂直极化波也很容易在电力线上生成天线效应，并生成干扰。

2.1.3 监测和控制系统的干扰

中波广播的日常控制和监测工作主要是依靠计算机系统进行发射机数据采集的。当发射机内的电磁辐射在数据采集线路中生成感应信号，就会影响到整个采样、监测、控制系统的正常运作。一般来说，数字计算机的传送脉冲信号处在150 KHz～100 MHz的频率范围内。这之中也包含了中波频率。当电磁辐射的影像空间超出126dB，计算机就会受到严重干扰影响。大功率的中波机房内产生的电磁辐射往往会突破这一数值，长期如此监测系统和控制系统出现电磁感应干扰，炳然会对系统计算机造成影响缩短使用寿命，并出现噪声干扰甚至导致数据丢失或是引发误动作。

2.2 预防与改善的措施

2.2.1 降低机房内电磁干扰的预防和改善措施

根据屏蔽原理可将改良措施分为以下三类，即电磁屏蔽、静电屏蔽和磁屏蔽。电磁屏蔽主要适用于高频场合，使用低电阻金属来减少磁力线和通过电流之间的干扰。静电屏蔽简而言之就是以预防产生静电集合的方式来避免干扰。磁屏蔽主要适用于低颊引发的磁场干扰，使用高导磁率材料来避免磁力线出现强磁场生成干扰。中波发射台的内部主要干扰是因强电磁场产生的，因此本文只选择性论述了如何屏蔽强电磁场。

在建设中波发射台时，会将监测控制值班室和中波信号发射机防隔离开。筑造发射机房时，会将机房圈梁的混凝土钢筋与整体框架结构内的钢筋连接起来，并于楼层地面里的钢筋连接，以此构成一个大的屏蔽层。发射机房还会使用轻型金属的框架来制作吊顶类装饰，又形成一层屏蔽。建造设计较好的发射机房内的屏蔽效能可以超过60dB。除此之外，在筑造监测控制值班室时，可以使用木屑和铝基混合压制而成的抗静电可移动地板，以此进一步减少静电的产生和对用电设备的干扰影响。

2.2.2 减小供电回路干扰的预防与改善措施

铺设供电线路时，应当使用具备屏蔽功能的低压电缆和高压电缆，并使发射机房与电缆一同良好接地。尽量使用多台电力变压器针对不同设备和生活用电进行分别馈送，确保供电回路相对独立。

2.2.3 信号线和监控数据采集线干扰的预防与改善

选用自带屏蔽层的高质量音频专用电缆线，并将其铺设于金属线槽内。将线槽具有屏蔽作用的一端连接至机房的屏蔽层，将另一端和接地线连接，确保信号线单端良好接地。采集监控数据的线路须要缠绕锡箔带增强屏蔽效果，条件允许的化还可以将机器外壳和锡箔带连接。这两种办法都可以有效预防接引线造成的感应干扰，确保音频信号和取样信号的稳定性。

2.2.4 系统的接地预防与改善措施

系统接地可被分为两大部分：一是将中波发射机等设备进行接地处理；二是将屏蔽层有效屏蔽接地。安装时为了避免接地线过多过长，或高频时出现较大的地线电感导致地线之间的电感耦合增加引发电磁干扰，往往会使用多点接地的方法，并尽可能缩短接地线长度。因此，常常会在发射机的下部埋设地级来减少接地线。地级一般使用两块铜板进行并联，并将之与接地铜带焊接连接，然后埋入地下2m或更深处。同时还可以使用一些降阻材料，以减少接地的电阻。

将屏蔽层进行接地处理的目的，是为了泄放其上的感应电流，来避免屏蔽层出现带电情况。此外，引下地线也可能出现天线效应。为了避免引下地线生成感应干扰，还可以安装屏蔽铁管并多点接地处理。如果中波发射台的所处地较为干旱，为了避免环境干旱导致接地电阻变大，埋设地级的同时还须要埋设四分管，并定期注水来减小接地电阻。

3 中波广播雷电危害的预防与改善

3.1 雷电的能量与危害

中波发射台一般会将建造地址选在比较开阔平坦的地方。这样不仅可以减少地线、网线和发射铁塔的铺设筑造工作难度，而且可以提升发射铁塔的发射覆盖有效范围。发射铁塔受建设高度和建造工艺的影响，本身就具有很多的螺丝连接点，因而发射铁塔本身就存在一定的电阻，铁塔周围也极易形成较强的静电感应或是磁场感应。换言之，铁塔周围很容易出现感应雷或是二次雷击效应，并容易在腹肌的暴露线缆或物体表面生成过压过流电波，影响电气设备的使用效果甚至造成设备损坏。

自然雷电主要是直流电，也含有极少的交流电。雷电的能量极大，一般雷电放电现象输出嗯电流可以达到2000～20000 A。如果中波发射站受到了一次中等強度的雷击，此次雷电的释放电流约10000 A。假设铁塔的接地电阻是0.5 Ω，雷击瞬间的对地电压就可以达到5000 V。发射站台内的诸多设备虽然都已经进行过接地处理，但是这些瞬间汇聚的电压会形成很高的点位差，导致不同位置的电子设备的所处电位出现差异。连接这些不同电子设备的各条线路上必然会出现过压过流电波，对这些设备造成损坏影响。

3.2 预防与改善的措施

针对这种情况，通常会在发射铁塔上装配金属材质的放电球，或是在天调网络内安装石墨放电球。如果天调网络的功率较大，还会在网络输出线路上套加数个磁环。这些磁环主要具备两大作用：一是当石墨放电球处于放电状态时吸收大电流导致的火弧；二是阻挡雷电中的交流电来保护整个信号发射系统。预测估算好安全放电距离，确保发射塔的金属放电球及天调网络的石墨放电球的圆突真正做好点对点，是做好整个发射站的防雷工作的关键部分，切实有效的避雷防雷才能保证发射系统能够安全运行。

在发射极的输出口和亏管的入口处添置一个放电管或者避雷器，也是防止雷电反窜损坏发射机的有效方法。TVS放电管能够以PS级别的速度迅速将过高的雷电电压缩减到硬顶的安全范围内。一般来说，放电管具备很高的抗阻性和较低的电容性，即使被接入到线路当中也不会对线路工作造成负面影响，是一种有效的保护元件。当瞬间过高的电压窜过时，放电管会被击穿来释放这些电压，放电管的阻抗也会迅速下降甚至呈现短路状态。放电管通过地线将雷电的电流泄放出去，并将电压控制到安全范围内。过高电压被消除后放电管又可以迅速恢复高阻抗，确保发射站内的线路系统能够正常运作。

安装频射避雷器也是一种有效的办法。中波发射机的频射避雷器具有不少使用优势：型号多、体积小、易安装、价格适中。虽然它使用的是电容避雷的方法，被雷击穿后必须更换，但是由于造价不高、拆卸方便，还是具有较好防雷作用的。

除此之外，大多数中波发射站的发射机房和天调室是存在一定地面距离的，也会受到雷电入侵威胁。因此架空处理钢绞线的两端来阻断雷电窜入调配元件或是发射机内。就供电电源来说，在高压到达变压器之前，这些电力线都是架空电缆，当出现雷击时就会在瞬间通过大量的雷电电流。因此，在变压器和各个配电设备输入端之间，应当装配两级电源防雷器。电源防雷器的工作原理就是在纳秒级时间内迅速泄放窜入供电设备的雷电电流。第一级防雷器采用的是高压防雷，利用雷电通将数万伏的雷电电压迅速降压到安全范围内；第二级防雷器使用的是低压防雷，利用雷电通全面消除通过第一道防雷器的残压，以确保用电设备的安全运作。

4 结语

中波廣播在日常生活的使用率很高，本文通过分析中波干扰的形成原因提出了具体的预防或改善措施，虽然并不能完全消除中波干扰问题，但是希望可以提升中波信号的传输质量以及保护中波发射站的安全运作。本文提出的系列解决方法可能还存在一些缺陷或不足之处，期望各界人士能够不吝指正。

参考文献

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