惡劣天氣對(duì)中波廣播發(fā)射的影響分析

鐘熾斌

（廣東省惠州中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，廣東 惠州 516000）

中波廣播指的是載波頻段是531kHz-1602kHz，波長(zhǎng)是100m-1000m的電磁波，其主要的兩種電波傳播形式是天波和地波。由于天波傳播受時(shí)節(jié)、晝夜、太陽(yáng)活動(dòng)的影響較大，具有不穩(wěn)定的特性，所以地波是更常用的傳播形式。中波廣播采用了調(diào)幅的方式，在發(fā)展過(guò)程中，MW與AM之間慢慢就畫(huà)上了等號(hào)。我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的AM波段指的就是中波廣播，它具有性能強(qiáng)、接收簡(jiǎn)便、使用范圍較廣等優(yōu)點(diǎn)。廣播電臺(tái)是人們獲取信息的重要渠道，尤其是中波廣播出現(xiàn)后，成為近距離本地?zé)o線電廣播、海上通信，無(wú)線電導(dǎo)航及飛機(jī)上的通信等主要方式之一。中波靠地面波和天空波兩種方式進(jìn)行傳播，在傳播過(guò)程中，地面波和天空波同時(shí)存在，有時(shí)會(huì)造成接收困難，故傳輸距離一般為幾百公里。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，原來(lái)的電子管發(fā)射機(jī)已經(jīng)逐漸被全固態(tài)的發(fā)射機(jī)替代了，并得到普遍使用，工作效率大大提高。

1 中波發(fā)射機(jī)反射保護(hù)的原理

廣播電視臺(tái)所采用的發(fā)射機(jī)對(duì)質(zhì)量要求較高，尤其是對(duì)安全性能和靈敏度方面，以減少機(jī)器自身承載的負(fù)荷。在中波發(fā)射機(jī)實(shí)際工作中，影響發(fā)射機(jī)運(yùn)行參數(shù)的客觀因素較多且比較復(fù)雜。而發(fā)射機(jī)出現(xiàn)反射保護(hù)現(xiàn)象的直接原因是負(fù)載過(guò)大，在受到天氣因素的影響時(shí)，發(fā)射機(jī)阻抗會(huì)產(chǎn)生較大的變化，而這個(gè)變化會(huì)讓天饋線網(wǎng)絡(luò)的阻抗和設(shè)備規(guī)定值之間出現(xiàn)無(wú)法匹配的差異，進(jìn)而導(dǎo)致天饋線網(wǎng)絡(luò)的駐波比大于設(shè)備能夠承受的極限值。同時(shí)，發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的高頻能量無(wú)法有效的傳導(dǎo)至天線，并將其發(fā)射到空間中，引起高頻能量聚集在設(shè)備內(nèi)部，而部分反射能量與輸出電壓合并，使發(fā)射機(jī)功放場(chǎng)效應(yīng)管在短時(shí)間內(nèi)承擔(dān)較大的電壓，很有可能被燒毀，造成發(fā)射機(jī)損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){到工作人員安全。為了解決此類問(wèn)題，發(fā)射機(jī)會(huì)使用反射保護(hù)裝置來(lái)避免反射能量與輸出電壓的合并。其原理是實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)射機(jī)的駐波能量，并自動(dòng)判斷有沒(méi)有達(dá)到保護(hù)閾值。當(dāng)檢測(cè)到的能量大于保護(hù)裝置的設(shè)定數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)來(lái)封鎖射頻功能，促使發(fā)射機(jī)慢慢恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)，使功放場(chǎng)效應(yīng)管不必承受過(guò)高的瞬時(shí)電壓，進(jìn)而保證了發(fā)射機(jī)的安全。

2 發(fā)射機(jī)發(fā)生反射的原因分析

2.1 天氣原因

通過(guò)結(jié)合歷年數(shù)據(jù)和具體情況分析得出，暴雨、雷電、沙塵等惡劣天氣是發(fā)射機(jī)反射保護(hù)狀態(tài)的高發(fā)時(shí)段。中波發(fā)射機(jī)的工作、調(diào)配受到環(huán)境、空間中客觀因素的影響較大，傳播介質(zhì)、磁場(chǎng)的變動(dòng)都會(huì)引起其工作狀態(tài)的變化，需要及時(shí)調(diào)整相關(guān)的參數(shù)，進(jìn)而引起發(fā)射機(jī)的反射保護(hù)。在暴雨、雷電、沙塵等惡劣天氣時(shí)，空氣中的靜電量會(huì)增加，造成發(fā)射機(jī)壓過(guò)高，并出現(xiàn)放電的現(xiàn)象。發(fā)射機(jī)通常會(huì)與地面自動(dòng)連接，為防止拉繩被燒毀，而產(chǎn)生反射保護(hù)。惡劣天氣導(dǎo)致反射保護(hù)的情況比較常見(jiàn)，在中波的傳播空間中，介質(zhì)、磁場(chǎng)、電流等因素的變化，是導(dǎo)致相關(guān)問(wèn)題的主要原因。

2.2 其他原因

此外，在中波發(fā)射塔調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的工作發(fā)生故障時(shí)也能夠引起發(fā)射機(jī)的反射保護(hù)。為此，廣播電視臺(tái)的維護(hù)人員會(huì)定期巡視元器件，盡可能將室內(nèi)溫度維持在正常范圍內(nèi)。當(dāng)調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的電容長(zhǎng)期工作在不正常狀態(tài)下，電容積攢的荷載能量會(huì)在高電壓的影響下出現(xiàn)放電的情況。而放電會(huì)引起天調(diào)網(wǎng)絡(luò)失靈，使反射保護(hù)裝置檢測(cè)到異常電壓、能量而開(kāi)始工作。另外，發(fā)射塔附近的磁場(chǎng)、電介質(zhì)也可能引發(fā)瞬時(shí)的電壓、能量波動(dòng)而引起反射保護(hù)。比如環(huán)境中與廣播發(fā)射頻率相近的電磁波路經(jīng)發(fā)射塔時(shí)，阻塞網(wǎng)絡(luò)無(wú)法阻止其進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致反射機(jī)進(jìn)行自動(dòng)的反射保護(hù)。還有難以避免的是，目前廣播臺(tái)使用中的發(fā)射機(jī)具有質(zhì)量好，功效強(qiáng)，穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但為了保護(hù)發(fā)射機(jī)和操作人員的安全而采用較為敏感的保護(hù)監(jiān)測(cè)裝置，因此會(huì)因異常的波動(dòng)而發(fā)生誤報(bào)情況，并引起反射保護(hù)狀態(tài)。

3 惡劣天氣對(duì)中波廣播發(fā)射造成的具體影響

3.1 暴雨、雷電天氣對(duì)中波廣播發(fā)射的影響

暴雨、雷電天氣極易影響到中波廣播發(fā)射正常運(yùn)轉(zhuǎn)。陰雨天氣的空氣濕度較高，水汽較重，地表濕度會(huì)極度增加，因此空氣中的水分成為導(dǎo)電介質(zhì)使空氣的介電常數(shù)產(chǎn)生變化，進(jìn)而使局部的區(qū)域空間的電場(chǎng)強(qiáng)度明顯增加，靜電反應(yīng)很容易發(fā)生在發(fā)射裝置上，繼而發(fā)生放電現(xiàn)象，而引起反射保護(hù)。出現(xiàn)這樣的狀況，同時(shí)空氣中的水分子會(huì)在放電的作用下產(chǎn)生電離現(xiàn)象，空氣中的電離子使移動(dòng)電荷增加進(jìn)而降低天線的阻抗性能，阻抗能力減弱，又會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)出現(xiàn)反射保護(hù)的現(xiàn)象。在較空曠的高處區(qū)域，在強(qiáng)雷電天氣的影響下，由于發(fā)射塔與地面相連，甚至有可能會(huì)引起直雷擊產(chǎn)生。中波廣播發(fā)射機(jī)的自我保護(hù)系統(tǒng)因預(yù)置的保護(hù)設(shè)定而增加負(fù)荷量，與信號(hào)進(jìn)行全反射的對(duì)抗。目前廣播電臺(tái)的中波發(fā)射系統(tǒng)的防雷措施雖已很完善，但也需要將發(fā)射塔進(jìn)行接地處理，來(lái)保護(hù)系統(tǒng)免受雷擊的直擊而損壞設(shè)備。在進(jìn)行接地處理后的發(fā)射機(jī)輸出端與地面直接相連，因而具有較高的負(fù)載阻抗值，發(fā)射機(jī)會(huì)自然地進(jìn)行發(fā)射保護(hù)。而在強(qiáng)雷雨天氣結(jié)束后，發(fā)射塔底端能夠看到放電后高能量引起的地面燒焦痕跡，證明了接地保護(hù)的有效性。

3.2 沙塵天氣對(duì)中波廣播發(fā)射造成的影響

我國(guó)北方大部分地區(qū)水量較少，沙土面積較大，在秋冬季節(jié)氣候干燥，極易出現(xiàn)大風(fēng)或沙塵天氣。當(dāng)沙塵天氣來(lái)臨時(shí)，大量沙塵顆粒被摻雜到空氣中，在沙塵對(duì)拉繩的摩擦中就會(huì)產(chǎn)生靜電。持續(xù)的摩擦行為會(huì)讓釋電繩不斷積累靜電，當(dāng)靜電荷超出拉繩的承載量后，向外釋放電荷而出現(xiàn)放電情況，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)射機(jī)的反射保護(hù)裝置開(kāi)始啟動(dòng)。同時(shí)沙塵天氣下，大氣中的粉塵、沙粒也隨著空氣的流動(dòng)而飛離地面，引起粉塵、沙粒在空氣中的含量增加，摩擦行為加劇，靜電現(xiàn)象愈加頻繁，提高了中波廣播發(fā)射機(jī)出現(xiàn)反射保護(hù)的幾率。

4 惡劣天氣對(duì)中波廣播發(fā)射造成影響的應(yīng)對(duì)策略

通過(guò)前文的分析總結(jié)，已知惡劣天氣是影響中波廣播發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行的主要原因。為保障發(fā)射機(jī)能夠的平穩(wěn)運(yùn)行，則需要將惡劣天氣的對(duì)應(yīng)方式，納入發(fā)射機(jī)管理工作中。通常中波發(fā)射系統(tǒng)會(huì)額外增加靜電泄放裝置在系統(tǒng)靜電積蓄至一定程度后，自動(dòng)釋放。其工作原理就是通過(guò)控制天線的抗阻來(lái)避免發(fā)射機(jī)的電荷能量，當(dāng)天線塔周邊出現(xiàn)惡劣天氣時(shí)，此裝置能夠及時(shí)釋放天線塔積蓄的靜電荷，避免天線塔放電現(xiàn)象引起的反射保護(hù)，保證中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)遇到強(qiáng)雷電天氣時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度非常大，靜電泄電器已經(jīng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其原因是拉繩上的靜電積蓄值超出該裝置的可承受范圍，無(wú)法完全釋放拉繩上的感應(yīng)靜電電荷。遇到這樣的情況，則需要更加高效的方式來(lái)解決問(wèn)題。這也說(shuō)明，靜電泄電器的功能還需要不斷完善和更新，提高釋放靜電的強(qiáng)度，以便有效應(yīng)對(duì)惡劣天氣，使中波廣播發(fā)生系統(tǒng)能夠通過(guò)快速釋放靜電，來(lái)避免保護(hù)裝置的不正常啟動(dòng)，從而使系統(tǒng)得到有效運(yùn)行。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷深入，廣播設(shè)備的更新?lián)Q代在有條不紊的進(jìn)行當(dāng)中，其中應(yīng)對(duì)惡劣天氣的影響是新型廣播設(shè)備的主要研究方向，而針對(duì)惡劣天氣中容易產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，應(yīng)用電感設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)整天線、廣播系統(tǒng)中積蓄的靜電荷，使其能夠快速有效的釋放出來(lái)，從而降低發(fā)射塔周邊大氣、自然環(huán)境對(duì)廣播系統(tǒng)、設(shè)備的不良影響，使其在工作發(fā)射中波時(shí)，能夠正常、有效、高質(zhì)量的運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

惡劣天氣是影響中波廣播發(fā)射的主要因素，在中波廣播使用過(guò)程中要最大程度上規(guī)避惡劣天氣帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。本文深入研究了惡劣天氣對(duì)中波廣播發(fā)射的影響，首先分析造成中波廣播反射保護(hù)的原因，再著重闡述了不同的惡劣天氣對(duì)中波廣播發(fā)射造成的不同損害，并提出了相應(yīng)的解決措施。對(duì)靜電泄電器的應(yīng)用和改善，是中波廣播發(fā)射系統(tǒng)正常工作的有效保證，同時(shí)對(duì)空氣電荷、設(shè)備靜電積蓄的有效調(diào)整，避免保護(hù)系統(tǒng)的誤啟動(dòng)。文章中對(duì)中波廣播發(fā)射的相關(guān)分析和闡述希望能為中波廣播臺(tái)解決這些類似問(wèn)題提供一些參考資料，以全面推動(dòng)中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。