中波广播发射台站在5G环境下的干扰问题与解决方案

【摘要】随着5G技术应用范围越来越广，中波广播发射台和5G基站频谱之间可能存在的矛盾越来越突出，干扰问题急需解决。本文首先对中波广播发射台的工作原理、传播方式、技术参数和频段特性进行介绍，然后对5G网络技术进行总结，深入剖析中波广播和5G频谱之间可能存在的矛盾，以及5G基站信号在中波广播中受到的干扰种类和在时空上的分布特征。最后，提出中波广播发射台站干扰问题的解决方案，以期为中波广播发射台站解决5G环境中的干扰问题提供一个有效借鉴。

【关键词】中波广播发射台站；5G环境；干扰问题；解决方案

中图分类号：TN929" " " " " " " " " " " " " "文献标识码：A" " " " " " " " " " " " " " "DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.23.012

中波广播发射台站通常工作在较低的频率范围（300 kHz～3 MHz），其信号具有较强的绕射能力和远距离传播特性，广泛应用于民用广播和应急通信。然而，5G通信系统大多使用较高频率的频段（例如3.5 GHz、26 GHz等），尽管两者频率相差较大，但由于5G基站密度高、发射功率较大时仍然会给中波广播信号带来一定的电磁干扰。另外，5G装置的大范围部署以及新型技术的使用都会带来非预期交互干扰问题，例如高频段和低频段装置之间存在非线性相互作用。基于此，本文重点分析5G环境下中波广播发射台面临的干扰问题，并探讨相应的解决方案，以期为5G和中波广播共存提供技术支持。

1. 中波广播发射台的工作原理及频段特性

1.1 中波广播的传播方式与技术参数

中波广播是在300 kHz～3 MHz频带内的无线电传播，信号传输常用振幅调制（Amplitude Modulation，AM）技术。它的传播方式分为地波与天波。地波沿地球表面传播时，受到地形、地质条件的极大影响，其传播距离通常为几百公里。天波能够通过电离层进行反射，从而实现长距离的传播，有时甚至可以达到数千公里。尤其在夜晚，由于电离层的变动，天波的传播能力得到了明显的加强。中波广播的标准频率范围是525～1705 kHz，其发射功率通常在几千瓦到几十千瓦之间，而大型广播电台的功率甚至可以达到数百千瓦，这使它的信号覆盖范围广，适用于大区域广播业务。中波广播系统一般使用与波长有较强关系的垂直发射天线来保证高发射效率。而接收设备具有很强的抗干扰能力，灵敏度一般为-60～-80 dBm，但是在现代无线环境下，高功率的无线设备以及5G等新型网络仍有可能对其产生干扰[1]。

1.2 中波广播的频段特性

中波广播的频段特性主要体现在其频率范围、传播特性和受干扰情况。中波频段通常在300 kHz～3 MHz，广播中经常使用的频段是525～1705 kHz。在这一频率范围内，中波信号不仅具有地波传播的优点，还可以通过电离层反射来实现长距离的传播。地波的传播主要取决于地表电磁波的导电性能，这与地面特性、地理环境等因素有密切的关系，一般情况下传播距离较近，但是信号比较稳定。天波的传播主要依赖于电离层的反射属性，尤其在夜晚或电离层环境发生变化时，其传播的距离有可能显著扩大。这一特点使得中波广播昼夜信号覆盖范围有显著不同，晚间传播效果要显著优于日间。信号在中波频段绕射能力强，在复杂地形地区，能保持良好传播效果，具有广域广播的特点。

2. 5G网络技术简介

5G网络技术作为下一代的移动通信技术有着高速率、低时延以及大连接数的突出优点。5G拥有广泛的频谱资源，尤其是在Sub-6 GHz和毫米波（millimeter wave，mmWave）这两个频段中。Sub-6 GHz频段覆盖范围广，一般用来提供基本的广域覆盖，而毫米波频段带宽大、传输速率快，适合密集城市环境下的高速数据传输。5G利用众多核心技术来增强网络的表现，其中包括大规模多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术。这种技术利用众多的天线阵列来同步传输和接收数据，从而显著地提升了频谱的使用效率。波束成形技术可以依据用户的具体位置来动态地调整信号的方向，从而提高信号的质量和覆盖范围。5G同时利用网络切片技术将一个物理网络划分成多个虚拟网络来适应自动驾驶、远程医疗、物联网应用等不同业务场景。相较于4G网络，5G网络的最高传输速度能够超过10 Gbps，同时时延也能降至1 ms以下[2]。

3. 中波广播发射台在5G环境下的干扰问题

3.1 中波广播与5G频谱的潜在冲突

中波广播和5G频谱之间可能存在的矛盾表现为频谱资源重叠，相邻频段互相影响等。中波广播一般采用525～1705 kHz之间的频带，该频带处于低频范围内，5G网络主要工作于Sub-6 GHz以及毫米波频带，但是一些5G设备与基站之间可能存在着强烈的带外辐射现象，特别是高功率设备在运行过程中，会对邻近频段内设备的运行造成一定影响。由于中波广播频段低，信号传播对于电磁环境变化比较敏感，因此5G信号干扰可能会以电磁耦合和非线性互调的形式影响中波广播的接收品质。尤其对于5G基站密集布设区域，该干扰效应会更显著。5G基站与终端设备之间的高功率传输同样会对中波广播接收天线产生电磁压制，特别是当中波接收设备距离5G基站较近的时候，广播信号会受到严重干扰，甚至会中断传输[3]。

3.2 5G基站信号对中波广播的干扰类型

5G基站信号对中波广播的干扰有电磁干扰、电波屏蔽、频谱污染三种。电磁干扰是干扰中最普遍的一种形式，尽管5G基站通常在高频区域运行，但它产生的带外辐射和谐波会覆盖中波广播的频段，这可能会导致中波接收设备受到强烈的电磁噪声影响，从而降低广播信号的清晰度，甚至可能导致信号的丢失。因5G基站布放密集，特别是城市或者人口稠密地区，5G设备传输高功率信号可能会对电磁场强度产生一定程度的屏蔽效应，使中波的广播信号很难透过这道电磁“屏障”，从而造成广播信号的覆盖范围减小和接收难度增大。频谱污染表现为5G基站信号出现杂散辐射现象，特别当基站和终端设备间经常传输大数据时，杂散信号会占用邻近的中波频段，导致频谱污染和中波广播接收端的信号干扰加重等。

3.3 干扰的空间和时间分布特点

5G基站信号对中波广播的干扰，其时空分布特征显著。从空间上看，干扰强度和5G基站密集度、发射功率及到中波广播接收设备的距离等因素有密切关系。在城市和人口密集的区域，由于5G基站的密集分布和较高的发射功率，中波广播的接收设备更容易受到电磁干扰，这种干扰通常覆盖范围广且强度大，特别是在5G基站附近，干扰效应更加明显。并且在农村或者基站比较分散的区域，尽管干扰强度会比较小，但是由于基站覆盖范围比较大，也会对信号造成一些影响。另外，高层建筑、复杂地形以及金属结构物等都会使电磁干扰分布进一步加强或者改变，从而使一些地区对中波信号的接收出现不稳定性。

从时间分布来看，5G对中波广播的干扰通常呈周期性变化。白天受电离层弱活动影响，中波信号以地波为主，干扰效应主要分布于接收设备周围地区。夜间随着电离层活动的加强，中波信号在天波的传播作用下覆盖了整个高频段地区，但是同时更易受长距离5G基站电磁辐射的干扰。

为了验证中波广播与5G基站间的干扰问题，相关人员进行了实际测试。测试地点选择了某城市中心区域和郊区，分别代表高密度和低密度5G基站环境。测试结果表明（如表1所示），在城市中心区域，由于5G基站密集分布，中波广播接收设备在距离5G基站较近时（如50 m内），信号质量明显下降，干扰强度达到-40 dBm以上。而在郊区，尽管干扰强度相对较小，但在某些时段（如夜间电离层活动增强时），仍可能受到长距离5G基站电磁辐射的干扰。此外，研究人员还测试了不同时间段内5G对中波广播的干扰情况。结果显示，在5G网络使用高峰期（如晚上8点至10点），由于基站发射功率增大，干扰效应更加显著。而在非高峰期，干扰强度则相对较低。

通过以上数据，我们可以清晰地了解中波广播在5G环境下的干扰问题及其时空分布特征。这些数据不仅为本文的分析提供了有力支持，也为后续解决方案的制定提供了重要依据。

4. 中波广播发射台站干扰问题的解决方案

4.1 优化中波广播发射台布局与频段分配

对中波广播发射台的布局和频段分配进行优化，是降低5G干扰，提高广播质量的重点策略。首先，发射台的布局需依据地形、人口密度以及信号覆盖需求等因素科学规划。在中波广播发射台中，普遍都会使用到与发射频率成比例的垂直天线，为了保证信号的传播效果，满足地波、天波的传播要求，一般都会将天线的高度设定在四分之一到二分之一波长之间。所以在地广人稀地区，发射功率可适当提高到数十千瓦乃至更高一些，从而提高信号传播能力及覆盖范围；在人口稠密的城市区域内，因5G基站密度较大，所以发射台站的布置要尽量避免与5G基站交叉，以降低干扰源。

在频段分配方面，要对中波广播工作频率进行合理分割。尽管中波频段被固定为525～1705 kHz，但是采用细化频率分配的方法，避免使用临近5G基站频谱，可以减少可能出现的频谱冲突。比如优先考虑低频段，以避免高频段5G装置的杂散辐射。同时引入了动态频谱管理技术以灵活调节频段的使用方式，可有效地应对5G网络高峰时段的扰动，保证中波广播信号连续稳定[4]。

4.2 提升发射台站的抗干扰能力

增强中波广播发射台站的抗干扰能力，是保证台站在5G环境下稳定工作的重点，其中，屏蔽技术、滤波技术等是处理干扰最核心的方法。屏蔽技术利用物理屏障来隔绝电磁干扰源，通常会在发射设备、信号处理器和天线系统的周围使用电磁屏蔽材料，这些材料包括铜、铝等高导电性金属，这些金属能有效地屏蔽外界电磁波入侵。可通过对发射台站关键设备壳体加装电磁屏蔽层来减小由5G基站传来的高频扰动，而发射塔内线缆与接收设备间采用屏蔽线缆可进一步减少扰动传播途径。

滤波方法主要是通过电子设备内部的信号处理手段来降低外部干扰。带通滤波器被认为是核心技术之一，它能有效地滤除中波范围之外的高频信号，例如由5G设备产生的杂散辐射。滤波器设计要具有高选择性、低插入损耗等特点，这样才能保证广播信号经过滤波器时不丢失，又能有效地屏蔽频谱范围之外的干扰信号[5]。

4.3 增强5G基站的电磁兼容性设计

增强5G基站的电磁兼容性设计是减少对中波广播干扰的重要手段。首先，5G基站的发射功率需要严格控制，尤其是在高密度区域，过高的功率会导致过量的电磁辐射，进而干扰邻近频段的中波广播。通常，5G基站的发射功率范围在10～40 W之间，而通过动态调整发射功率，可以有效降低不必要的电磁泄漏。在邻近中波广播频段时，应尽量降低功率或者通过智能功率控制技术，实现对环境电磁场强度的实时监测，动态调整基站的输出功率，以减少对中波广播的干扰[6]。

其次，电磁屏蔽也是增强基站兼容性设计的关键技术。5G基站内部的关键组件如功率放大器、天线阵列和信号处理器都可以采用屏蔽材料进行保护，以减少高频信号外泄。屏蔽罩材料的选择，如铜或者铝合金，能够有效阻隔辐射信号的泄漏和反射。此外，合理设计天线阵列，使信号辐射集中于特定区域，减少在不必要方向上的功率辐射，避免对中波广播接收设备形成干扰。

5. 结束语

中波广播发射台站在面对5G环境干扰时，要采取积极有效的措施，在强化技术创新、设备升级的同时，要加强与有关部门的沟通协调，共同迎接挑战。唯有如此，才能够保证中波广播在新技术环境中持续保持自身稳定、高效、广泛传播的优势，从而为人们提供更多优质的信息服务。

参考文献：

[1]吴晓峰.中波广播转播台抗5G信号干扰策略[J].电视技术，2023，47（10）：103-105.

[2]卢诗，李林.广播电视发射台智慧化建设方案探讨[J].广播电视信息，2022，29（10）：85-89.

[3]赵志宏.中波台站的接地与屏蔽技术[J].数字传媒研究，2022，39（07）：50-52.

[4]李秉新.论中波广播发射台站的抗5G干扰技术及策略[J].数字传媒研究，2022，39（01）：25-28.

[5]唐彦旭，李革.论5G信号对中波广播信号源的干扰[J].西部广播电视，2021，42（23）：228-230.

[6]宋卓.5G基站对中波广播的干扰处理方法[J].电声技术，2021，45（09）：70-72.