趙志宏

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心杭錦843臺 內(nèi)蒙古 杭錦旗 017400

引 言

隨著科技的發(fā)展，無線電設(shè)備的應(yīng)用日漸廣泛，廣播發(fā)射臺站普遍存在電磁干擾問題，既有來自外部環(huán)境的電磁干擾，也有機(jī)器設(shè)備工作時產(chǎn)生的電磁干擾。電磁干擾的存在嚴(yán)重影響發(fā)射臺各設(shè)備系統(tǒng)和監(jiān)控計算機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，特別是中波發(fā)射臺站，高頻電磁波容易在導(dǎo)體外表面產(chǎn)生集膚效應(yīng)，人員在操作設(shè)備時會灼傷皮膚。因此，中波臺站的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)考慮電磁兼容性EMC設(shè)計，要求設(shè)備不對本單位其它設(shè)備產(chǎn)生過量的電磁干擾，而且要求設(shè)備對外界的電磁干擾具有一定的耐受力。中波發(fā)射臺站的EMC設(shè)計主要包含接地、屏蔽，電氣布局設(shè)計、電子器件的EMI特征選取等內(nèi)容。

本文結(jié)合作者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，僅交流和分享廣播發(fā)射臺EMC設(shè)計中的接地和屏蔽技術(shù)。杭錦843臺有3部1kW、1部10kW中波發(fā)射機(jī)，1部1kW數(shù)字電視發(fā)射機(jī)、3部1kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)，2座中波發(fā)射塔、1座調(diào)頻和電視共用發(fā)射塔，頻率范圍為549kHz-714MHz，覆蓋中頻、甚高頻、特高頻。機(jī)房各設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，信號傳輸未發(fā)生串?dāng)_，中波發(fā)射機(jī)三大指標(biāo)均達(dá)到甲級，本文進(jìn)行中波臺站的接地和屏蔽技術(shù)分析。

1 接地技術(shù)

單位建設(shè)初期設(shè)計有防雷接地、高頻接地、聯(lián)合接地三口接地豎井，考慮相互影響未連接導(dǎo)線，預(yù)留注水管，在每年春秋兩季定期向豎井灌注足量凈水，實(shí)測各豎井接地電阻小于1Ω，符合接地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 防雷接地

豎井深度6米，埋有接地銅片、四周撒有木炭和鹽用于改善土壤導(dǎo)電性，與中波地網(wǎng)多點(diǎn)相連，能夠第一時間釋放雷電。建議處于惡劣土壤環(huán)境下的臺站，可以用電解離子接地極代替，接地效果顯著，使用壽命平均長達(dá)50年。

1.2 高頻接地

中波發(fā)射機(jī)需要設(shè)計高頻接地，高頻接地體豎井采用2000mm×1000mm×2mm銅板水平和垂直埋入地下，埋深大于3米；接地體銅片四周埋填有木炭和鹽。銅片之間采用500mm×2mm銅帶，圍繞建筑物四周組成環(huán)形，使接地體母線與發(fā)射機(jī)能以最短距離連接。中波發(fā)射機(jī)的高頻接地采用專用接地引線，從高頻末級機(jī)箱槽路附近地線端引至接地體。機(jī)房饋筒外皮及機(jī)房饋線出口有銅帶與高頻接地體引線相接。

1.3 聯(lián)合接地

聯(lián)合接地包含配電接地、信號接地、設(shè)備接地、靜電接地、屏蔽接地。利用建筑基礎(chǔ)鋼筋地網(wǎng)作為公用接地系統(tǒng)，接地網(wǎng)多處與建筑物的基礎(chǔ)鋼筋焊接，接地網(wǎng)圍繞建筑物做成閉合環(huán)路，形成等電位體。增加環(huán)路向四周埋設(shè)人工垂直接地體，同時與聯(lián)合接地豎井相連。

2 屏蔽技術(shù)

臺站內(nèi)既有市電的干擾，也有外部空間的電磁干擾，廣播設(shè)備在運(yùn)行過程中，以及人體身上，會產(chǎn)生極大靜電，針對電磁屏蔽和靜電屏蔽主要采用以下技術(shù)措施：

圖1 M型高頻接地圖

圖2 聯(lián)合接地圖

優(yōu)化布線，敷設(shè)時弱信號的模擬數(shù)據(jù)線要遠(yuǎn)離強(qiáng)信號，尤其是遠(yuǎn)離動力線路，可以減少導(dǎo)線間的串?dāng)_。

對于增加的設(shè)備，盡量采用相對獨(dú)立的電控箱安裝，動力輸出電源最好使用屏蔽電纜，盡量屏蔽干擾源，抑制磁場耦合干擾。

模擬信號的傳輸選用雙絞屏蔽線，破損會極大地降低屏蔽效率，經(jīng)常檢查保持導(dǎo)線完整。其中雙絞屏蔽線的信號線與其返回線絞合能減少感性耦合引起的干擾，平衡式傳輸有抗共模干擾能力。

對于低頻信號，傳輸一般采用屏蔽電纜的屏蔽層單端接地方式，能較好地抑制電位差，消除電磁干擾。

對于高頻信號，采用雙端接地的方式，其中電源機(jī)柜、同軸饋管需要良好的雙端屏蔽接地，因?yàn)橥S饋管的屏蔽層除具有屏蔽的作用外，還是高頻通道的回程導(dǎo)線。

中波發(fā)射機(jī)射頻輸入信號均安裝射頻選頻濾波器，可以最大程度減少其他頻率的干擾。

由于發(fā)射頻率較高，可以在機(jī)房房頂和控制室外墻增加敷設(shè)鐵絲網(wǎng)片，屏蔽機(jī)房外的電磁干擾。

進(jìn)門安裝金屬扶手和靜電地板，用于泄放進(jìn)門人員的人體靜電。

衛(wèi)星接收天線因受5G信號干擾，更換具有濾波功能的高頻頭，使信號質(zhì)量更加穩(wěn)定。

結(jié)束語

不同發(fā)射臺站的電磁環(huán)境各不相同，干擾來源是多方面的，針對不同地區(qū)和不同機(jī)房，應(yīng)在建筑高層完成EMC設(shè)計，因?yàn)樵O(shè)計層次越高，覆蓋面越廣，經(jīng)濟(jì)成本也越低。綜上所述，良好的屏蔽和接地技術(shù)，不僅可以減少信號相互之間的耦合干擾，也是發(fā)射臺站安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障。