殷鵬飛

（國(guó)家廣播電視總局831臺(tái)，浙江 金華 321100）

0 引 言

短波發(fā)射機(jī)能夠發(fā)射短波波段無(wú)線電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的無(wú)線傳輸，是廣播通信的主要設(shè)備。對(duì)廣播短波發(fā)射機(jī)展開研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。高瑞剛、鋼巴根[1]對(duì)SW-50B短波發(fā)射機(jī)水冷卻系統(tǒng)的工作原理和常見(jiàn)故障展開研究，SW-50B短波發(fā)射機(jī)水冷卻系統(tǒng)使用超蒸發(fā)冷卻方式，高末級(jí)管采用超蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)能提高該管散熱密度，增強(qiáng)了發(fā)射機(jī)的安全性，增加了發(fā)射機(jī)能承受的短時(shí)間過(guò)載能力，降低了設(shè)備輔助功率；覃愛(ài)香[2]對(duì)DF100A短波發(fā)射機(jī)部分電路的安裝調(diào)試方法展開研究，介紹DF100A短波發(fā)射機(jī)部分保護(hù)控制電路的工作原理、調(diào)試方法以及調(diào)諧機(jī)構(gòu)高端限位各部件的初始定位，詳細(xì)介紹使用網(wǎng)絡(luò)分析儀調(diào)試諧波濾波器的方法及在調(diào)試過(guò)程中需要注意的一些問(wèn)題，可以使發(fā)射機(jī)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，降低故障率，為安全播出提供可靠的保障；蘇銳生[3]對(duì)420C型短波發(fā)射機(jī)射頻末級(jí)功放電子管TH-558的工作狀態(tài)展開分析，介紹了420C型短波發(fā)射機(jī)高末級(jí)電子管TH-558直流饋電的原理以及工作狀態(tài)的分類和選擇，用圖解法對(duì)高末電子管TH-558的工作狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并結(jié)合實(shí)際對(duì)發(fā)射機(jī)電子管運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)進(jìn)行了驗(yàn)證；陳澤番[4]對(duì)短波發(fā)射機(jī)高末燈絲電壓控制方式展開研究，針對(duì)DF-100A型大功率短波發(fā)射機(jī)高末電子管燈絲供電方式及電壓控制原理進(jìn)行了介紹，指出了存在的不足，并針對(duì)發(fā)射機(jī)在高末電子管升降燈絲控制中存在的問(wèn)題提出了解決方案。以上研究雖然囊括廣播短波發(fā)射機(jī)的水冷系統(tǒng)、安裝調(diào)試、射頻末級(jí)和高末電子管燈絲供電方式，但對(duì)廣播短波發(fā)射機(jī)抗電磁干擾的研究尚有欠缺?；诖?，文章以大功率PSM短波發(fā)射機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)電磁干擾下廣播短波發(fā)射機(jī)的現(xiàn)存問(wèn)題展開分析，以期為類似廣播短波發(fā)射機(jī)的電磁干擾消除工作提供借鑒。

1 大功率PSM短波發(fā)射機(jī)介紹

大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的工作頻率為3.3～26.3 MHz、載波功率為100 kW，主要由控制系統(tǒng)、調(diào)諧系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)以及調(diào)制控制系統(tǒng)六部分構(gòu)成[5]。其中，控制系統(tǒng)能夠?qū)Υ蠊β蔖SM短波發(fā)射機(jī)進(jìn)行啟停、發(fā)射、接收、故障報(bào)警、設(shè)備監(jiān)控等多項(xiàng)功能，調(diào)諧系統(tǒng)能夠調(diào)整發(fā)射機(jī)的頻率，冷卻系統(tǒng)能夠保證發(fā)射機(jī)大功率電子器件的連續(xù)工作能力；電源系統(tǒng)分為直流電源和交流電源兩部分，根據(jù)發(fā)射機(jī)各系統(tǒng)的供電類型進(jìn)行分類供電；調(diào)制控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)調(diào)制技術(shù)的控制；射頻系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)的核心系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)變頻和高低頻置換，射頻系統(tǒng)的組成如圖1所示。

圖1 PSM短波發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)組成圖

2 電磁干擾對(duì)大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的影響

2.1 電磁干擾分析

電磁干擾（Electro Magnetic Interference，EMI）是干擾電纜信號(hào)并降低信號(hào)完好性的電子噪聲，通常由電磁輻射發(fā)生源如馬達(dá)和機(jī)器產(chǎn)生[6]。按照電磁干擾源分類，電磁干擾可以分為自然干擾和人為干擾。其中，自然干擾主要來(lái)源于大氣層的天電噪聲、地球外層空間的宇宙噪聲，自然干擾既是地球電磁環(huán)境的基本組成要素，又是對(duì)無(wú)線電通信和空間技術(shù)造成干擾的干擾源；人為干擾是由機(jī)電或其他人工裝置產(chǎn)生的電磁能量干擾，如廣播、電視、通信、雷達(dá)和導(dǎo)航等無(wú)線電設(shè)備，稱為有意發(fā)射干擾源[7]。按照電磁干擾屬性分類，電磁干擾可以分為功能性干擾和非功能性干擾。其中，功能性干擾指設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能過(guò)程中造成對(duì)其他設(shè)備的直接干擾；非功能性干擾是指用電裝置在實(shí)現(xiàn)自身功能的同時(shí)伴隨產(chǎn)生或附加產(chǎn)生的副作用，如開關(guān)閉合或切斷產(chǎn)生的電弧放電干擾[8]。電磁干擾作用在大功率PSM短波發(fā)射機(jī)，短波發(fā)射機(jī)進(jìn)行廣播時(shí)會(huì)出現(xiàn)滋滋的電流聲，在生活中較為常見(jiàn)，對(duì)廣播的質(zhì)量和穩(wěn)定性具有直接影響[9]。

2.2 電磁干擾類型

大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的電磁干擾類型分為信號(hào)干擾、程序干擾、耦合干擾及地面干擾四類。

2.2.1 信號(hào)干擾

信號(hào)干擾是大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的主要電磁干擾類型，主要是其他信號(hào)源對(duì)短波發(fā)射機(jī)造成的信號(hào)干擾，原因在于不同電子設(shè)備之間傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)會(huì)在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)。電磁干擾信號(hào)分為常態(tài)信號(hào)和共模信號(hào)兩種。兩種信號(hào)之間會(huì)相互轉(zhuǎn)變，對(duì)廣播信號(hào)的傳輸質(zhì)量影響巨大。

2.2.2 程序干擾

程序干擾產(chǎn)生的主要原因是程序錯(cuò)誤或人為操作失誤。大功率PSM短波發(fā)射機(jī)屬于成熟的短波發(fā)射機(jī)設(shè)備，設(shè)備自帶抗干擾性能，能夠應(yīng)對(duì)普通的程序干擾，但無(wú)法應(yīng)對(duì)復(fù)雜程序干擾，并且不具備自適應(yīng)調(diào)整能力。

2.2.3 耦合干擾

耦合干擾主要是線間磁場(chǎng)帶來(lái)的耦合干擾，一般情況下超過(guò)兩個(gè)線路就會(huì)發(fā)生線間耦合干擾。兩個(gè)或多個(gè)線間磁場(chǎng)不規(guī)則變化，會(huì)導(dǎo)致廣播信號(hào)出現(xiàn)波動(dòng)，進(jìn)而影響廣播質(zhì)量。

2.2.4 地面干擾

地面干擾主要是地面設(shè)備和地面線路帶來(lái)的電磁干擾，主要體現(xiàn)在地面發(fā)射機(jī)設(shè)備的部分指標(biāo)與要求不符或者地面線路布線混亂，另外，短波發(fā)射機(jī)設(shè)備如變頻器、高功放等設(shè)備的內(nèi)容設(shè)置錯(cuò)誤也會(huì)引發(fā)電磁干擾。

3 大功率PSM短波發(fā)射機(jī)消除電磁干擾的措施

3.1 應(yīng)用屏蔽技術(shù)和濾波技術(shù)

應(yīng)用屏蔽技術(shù)和濾波技術(shù)，可以有效消除大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的電磁信號(hào)干擾。其中，屏蔽技術(shù)分為屏蔽線屏蔽和機(jī)房隔離屏蔽兩種。屏蔽線屏蔽是將短波發(fā)射機(jī)的電動(dòng)機(jī)電纜更換為屏蔽電纜，通過(guò)屏蔽電纜設(shè)立屏蔽層，進(jìn)而將電磁信號(hào)干擾接地消除，同時(shí)需要將短波發(fā)射機(jī)的信號(hào)傳輸線更改為雙絞線，雙絞線能夠設(shè)立雙層屏蔽層，實(shí)現(xiàn)雙路模擬信號(hào)傳輸?shù)奈锢砀綦x。機(jī)房隔離屏蔽則是在機(jī)房外圍增設(shè)高頻磁場(chǎng)，進(jìn)而降低電阻金屬內(nèi)的電流量，實(shí)現(xiàn)磁力線和信號(hào)源之間的電磁信號(hào)干擾消除。需要注意的是，機(jī)房隔離屏蔽需要使用屏蔽層接地的方式消除靜電影響，避免高頻磁場(chǎng)帶來(lái)的靜電破壞機(jī)房計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。與屏蔽技術(shù)的物理隔離方式不同，濾波技術(shù)消除電磁信號(hào)干擾主要通過(guò)增設(shè)變頻器和濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。大功率PSM短波發(fā)射機(jī)作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的浪涌電壓和尖峰電壓是產(chǎn)生電磁信號(hào)干擾的主要原因。當(dāng)明確短波發(fā)射機(jī)主電源情況時(shí)，可以通過(guò)增設(shè)變頻器增加電源阻抗、消除不規(guī)則諧波；當(dāng)不明確短波發(fā)射機(jī)主電源情況時(shí)，可以通過(guò)增設(shè)低通頻濾波器，減少主電源傳導(dǎo)出的輻射干擾，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)消除電磁信號(hào)干擾的目的。

3.2 優(yōu)化發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)

優(yōu)化發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)，可以有效消除大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的電磁程序干擾，能夠賦予設(shè)備應(yīng)對(duì)程序干擾的自適應(yīng)調(diào)整能力。根據(jù)大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的基本組成和工作原理，可以在發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)中增設(shè)激勵(lì)器、射頻增益控制放大器（AGC）、前級(jí)放大器、末級(jí)放大器、諧波濾波器和平衡轉(zhuǎn)換器。其中，激勵(lì)器推薦使用ADF4350型激勵(lì)器，能夠?qū)崿F(xiàn)10種頻率的預(yù)選，提升程序干擾的穩(wěn)定性；射頻增益控制放大器（AGC）可以在出現(xiàn)程序干擾時(shí)控制末前失諧或諧振現(xiàn)象，提高電流的極值穩(wěn)定性；前級(jí)放大器和末級(jí)放大器推薦使用4CX3000A型電子管和4CV-100000C型四極電子管，通過(guò)電子管組成的柵地電路，確保電容耦合，提升程序的容錯(cuò)性；諧波濾波器推薦使用T網(wǎng)絡(luò)諧波濾波器，能夠?qū)Τ绦蛟O(shè)定的信號(hào)指令進(jìn)行濾波，并對(duì)入射波和發(fā)射波進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備保護(hù)設(shè)備安全；平衡轉(zhuǎn)換器采用短波發(fā)射機(jī)控制面板上的調(diào)諧按鈕達(dá)到控制調(diào)諧的目的，從而使得單邊75 Ω輸出轉(zhuǎn)變成300 Ω平衡輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)消除電磁程序干擾的目的。

3.3 升級(jí)磁環(huán)材料

升級(jí)磁環(huán)材料，可以有效消除大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的電磁耦合干擾。盡管大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的內(nèi)部線路已經(jīng)具有較高的屏蔽性能，但還存在線間磁場(chǎng)帶來(lái)的電磁耦合干擾問(wèn)題。升級(jí)磁環(huán)材料后，可以通過(guò)磁環(huán)材料的高頻特性抑制線間磁場(chǎng)。磁環(huán)材料分為鎳鋅鐵氧體和錳鋅鐵氧體兩種。在應(yīng)用過(guò)程中，需要將磁環(huán)材料套用固定在電纜和電線上，磁環(huán)的內(nèi)外徑差值越大，縱向高度越大，其阻抗也就越大。另外，磁環(huán)安裝應(yīng)當(dāng)緊緊包裹線體，并盡量靠近線間磁場(chǎng)干擾源，最大程度地發(fā)揮磁環(huán)材料的抗耦合干擾能力。

3.4 應(yīng)用接地技術(shù)和布線技術(shù)

應(yīng)用接地技術(shù)和布線技術(shù)，可以有效消除大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的電磁地面干擾。其中，接地技術(shù)具有處理成本低、電磁干擾抗性高的特點(diǎn)。在處理過(guò)程中，需要控制地線數(shù)量和地線長(zhǎng)度，將所有設(shè)備使用較粗的接地線進(jìn)行接地，并使用束線器將各電纜和電線進(jìn)行獨(dú)立處理，盡可能降低地線串?dāng)_率。接地方式推薦使用懸浮接地和混合接地方式。接地后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行復(fù)檢，確保接地電阻值符合相關(guān)規(guī)定，不會(huì)影響大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的正常使用。與接地技術(shù)不同，布線技術(shù)不能完全消除電磁地面干擾，只能有效抑制電磁地面干擾，因?yàn)椴季€技術(shù)具有空間性限制，無(wú)法完全避免線間干擾。布線技術(shù)主要應(yīng)用在大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的電動(dòng)機(jī)電纜、控制電纜和電源電纜中。其中，電動(dòng)機(jī)電纜的布線應(yīng)當(dāng)使用長(zhǎng)距離平行走線方式，避免電纜交叉產(chǎn)生電磁干擾；控制電纜的布線需要設(shè)立屏蔽層并固定在指定安裝板上，避免控制信號(hào)出現(xiàn)混亂；電源電纜的布線需要增設(shè)磁環(huán)，因?yàn)殡娫措娎|會(huì)同時(shí)產(chǎn)生耦合干擾和地面干擾，使用磁環(huán)可以有效抑制兩種電磁干擾，從電源位置提升大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的電磁干擾抗性。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文以大功率PSM短波發(fā)射機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)電磁干擾下廣播短波發(fā)射機(jī)的現(xiàn)存問(wèn)題展開分析，首先介紹大功率PSM短波發(fā)射機(jī)，其次說(shuō)明電磁干擾對(duì)大功率PSM短波發(fā)射機(jī)的影響，最后根據(jù)四種電磁干擾類型，提出應(yīng)用屏蔽技術(shù)和濾波技術(shù)、優(yōu)化發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)、升級(jí)磁環(huán)材料、應(yīng)用接地技術(shù)和布線技術(shù)四項(xiàng)消除大功率PSM短波發(fā)射電磁干擾的措施，能夠?yàn)轭愃茝V播短波發(fā)射機(jī)的電磁干擾消除工作提供借鑒，助力廣播信號(hào)傳輸?shù)母哔|(zhì)量發(fā)展。