惡劣天氣對中波廣播發(fā)射的影響分析

賈 蕾

（甘肅省廣播電視局環(huán)縣廣播轉(zhuǎn)播臺，甘肅 慶陽 745700）

0 引 言

中波廣播發(fā)射是將調(diào)制后的音頻信號轉(zhuǎn)換為無線電波，通過中波頻段的天線發(fā)送至空中，以覆蓋特定區(qū)域內(nèi)接收設(shè)備的傳播方式。目前，多數(shù)中波廣播發(fā)射站出于減少干擾、保證信號傳播效果的考慮而建設(shè)在空曠的地帶。這種選址方式規(guī)避了信號傳播過程中可能受到的外界干擾，但同時增加了中波廣播發(fā)射系統(tǒng)、設(shè)備和站點遭遇惡劣天氣影響的概率。近年來，一些地區(qū)出現(xiàn)雨雪、雷電、沙塵等惡劣天氣對中波廣播發(fā)射活動產(chǎn)生的影響，也印證了這種情況真實存在。因此，中波廣播發(fā)射臺站要對惡劣天氣可能造成的影響給予足夠的關(guān)注，根據(jù)系統(tǒng)和站點的實際情況，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，降低或者避免惡劣天氣給中波廣播發(fā)射造成的不良影響。

1 惡劣天氣對中波廣播發(fā)射的影響

1.1 雨雪天氣的影響

雨雪天氣對中波廣播發(fā)射的影響主要體現(xiàn)在3 個方面。一是大氣中水分和電荷變化對中波信號傳輸產(chǎn)生的影響。雨雪天氣，大氣中的水分和電荷會增加。水分和電荷的存在，使得電磁波與空氣之間的相互作用增加，導(dǎo)致信號出現(xiàn)衰減和衍射現(xiàn)象，縮小傳播距離，難以覆蓋遠距離的地區(qū)[1]。二是潮濕的環(huán)境可能導(dǎo)致中波信號與其他無線電信號相互干擾。雨雪天氣中，由于濕度增加，電磁波在傳播過程中可能發(fā)生散射和折射，使信號路徑變得不穩(wěn)定，從而引發(fā)信號相互干擾，導(dǎo)致信號質(zhì)量下降，使中波廣播收聽變得困難，甚至可能導(dǎo)致信號丟失或交叉干擾。三是雨雪天氣增加地面的反射和散射現(xiàn)象，導(dǎo)致信號出現(xiàn)多徑傳播效應(yīng)。這里的多徑傳播指的是信號通過多條不同路徑傳播到接收點，可能經(jīng)歷不同的時延和相位變化信號的傳播，會造成干擾和衰減，導(dǎo)致廣播信號的混疊和疊加，進一步影響廣播質(zhì)量。

1.2 雷電天氣的影響

雷電天氣對中波廣播發(fā)射的影響也比較大。一是容易引起傳輸中斷或干擾。中波廣播是使用天線與接地網(wǎng)絡(luò)的LC 共振傳輸模式進行信號傳播的。雷電天氣中，閃電產(chǎn)生的強電磁場和電流可能導(dǎo)致天線受損或產(chǎn)生故障，進而使得廣播信號傳輸出現(xiàn)中斷或引起信號干擾。二是引起天線網(wǎng)阻抗發(fā)射變化。雷電沖擊會導(dǎo)致中波天線網(wǎng)的阻抗發(fā)射變化，影響廣播系統(tǒng)的匹配性能以及發(fā)射信號的傳輸效率和質(zhì)量。同時，不匹配的天線阻抗可能導(dǎo)致信號反射和損耗，使信號強度減弱[2]。三是引起發(fā)射設(shè)備靜電力響應(yīng)。雷電天氣中空氣介質(zhì)的變化可能引起發(fā)射設(shè)備的靜電力響應(yīng)，這會影響發(fā)射設(shè)備的正常工作，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障。四是發(fā)射器防護裝置遭受雷擊。發(fā)射站的發(fā)射器所處位置通常較為開闊且較高，沒有明顯的遮蔽物。雷暴天氣下，這些防護裝置可能受到雷擊，進而導(dǎo)致信號強度減弱甚至設(shè)備損壞。

1.3 沙塵天氣的影響

沙塵天氣對廣播發(fā)射的影響，主要是由于沙塵對信號傳輸和設(shè)備產(chǎn)生的影響，包括以下方面。第一，導(dǎo)致信號發(fā)生扭曲。沙塵天氣下，大氣中含有大量細小的沙子。這些沙子在風的作用下會產(chǎn)生靜電。而靜電在中波廣播發(fā)射過程中可能引起信號扭曲，使廣播信號出現(xiàn)失真或產(chǎn)生干擾。第二，降低發(fā)射強度。沙塵天氣下，大氣中含有的沙塵顆粒可能會影響發(fā)射器的運行。同時，沙塵中的顆粒在空氣中形成電荷并產(chǎn)生靜電，容易導(dǎo)致發(fā)射器的發(fā)射強度降低，使廣播信號的傳播距離縮短，無法覆蓋原有的廣播范圍[3]。第三，干擾其他設(shè)備。沙塵天氣下，靜電的形成和存在可能導(dǎo)致發(fā)射設(shè)備出現(xiàn)電磁干擾，影響其他電子設(shè)備的正常工作。第四，引發(fā)設(shè)備損壞。沙塵天氣下，大氣中含有大量的顆粒，這些顆粒可能進入發(fā)射器等設(shè)備內(nèi)部，導(dǎo)致設(shè)備的機械磨損和電路故障。

2 應(yīng)對惡劣天氣對中波廣播發(fā)射影響的技術(shù)措施

2.1 借助濾波技術(shù)提高系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)水平

濾波技術(shù)是一種信號處理技術(shù)，旨在選擇性地通過或阻斷信號中的某些頻率分量。目前，該技術(shù)主要應(yīng)用于消除噪聲、去除干擾、改善信號質(zhì)量以及提取所需信號等方面。在中波廣播發(fā)射中，濾波技術(shù)可以起到4 個方面的作用。一是去除惡劣天氣產(chǎn)生的噪音。濾波技術(shù)可以選擇性地去除因為惡劣天氣而引起的噪聲信號，從而使得廣播信號質(zhì)量得到改善，讓聽眾更清晰地收聽廣播內(nèi)容。二是減弱惡劣天氣引起的信號扭曲。濾波技術(shù)可以對因惡劣天氣出現(xiàn)的廣播信號發(fā)生扭曲、信號失真或干擾等情況進行處理，減弱或去除扭曲信號，保持廣播信號的清晰度和準確性[4]。三是提高發(fā)射信號的抗干擾能力。濾波技術(shù)可以提高發(fā)射信號的抗干擾能力，使得廣播信號在惡劣天氣下仍能穩(wěn)定傳輸。四是增強接收設(shè)備的性能。濾波技術(shù)不僅可以應(yīng)用于發(fā)射端，還可以在接收端使用。通過合理設(shè)置接收端濾波器，可以進一步過濾掉惡劣天氣引起的噪音和干擾，提高接收設(shè)備的性能和抗干擾能力。基于濾波技術(shù)的優(yōu)勢，可以根據(jù)中波廣播發(fā)射站的具體情況和要求，選擇合適類型和參數(shù)的濾波器，最大限度地降低惡劣天氣對中波廣播發(fā)射的影響。

2.2 科學(xué)利用靜電發(fā)射設(shè)備降低靜電干擾

靜電干擾，是惡劣天氣對中波廣播發(fā)射產(chǎn)生的不利影響的一種。對于這種影響，可以通過使用靜電發(fā)射裝備加以減少或者規(guī)避。靜電設(shè)備的主要功能是消除或減少靜電的積聚和放電現(xiàn)象，從而降低靜電帶來的影響和干擾。在中波廣播發(fā)射設(shè)備上安裝靜電發(fā)射器，可以減少放電或靜電情況的發(fā)生概率，并且能夠在惡劣天氣下幫助將電荷導(dǎo)入地面，減輕設(shè)備表面的靜電積聚，降低設(shè)備產(chǎn)生放電現(xiàn)象的可能性[5]。同時，通過在發(fā)射站安裝相應(yīng)的靜電發(fā)射器，可以有效處理惡劣天氣導(dǎo)致的靜電問題，避免其對發(fā)射信號產(chǎn)生干擾。

2.3 利用干擾屏蔽技術(shù)減少信號干擾影響

干擾屏蔽是一種用于阻擋或減少外部干擾對電子設(shè)備或信號傳輸影響的技術(shù)手段。在中波廣播發(fā)射中，干擾屏蔽的主要目的是減少惡劣天氣對廣播發(fā)射的影響，防止電磁干擾、靜電干擾等問題，從而保證廣播信號的穩(wěn)定性和可靠性。目前，可供選擇和使用的干擾屏蔽方法比較多。其中，較為常見的是電磁屏蔽和磁屏蔽。

電磁屏蔽是通過使用特殊的材料或結(jié)構(gòu)，將電磁波隔離在一個特定區(qū)域，防止其進入或離開這個區(qū)域，從而降低或消除電磁波對其他設(shè)備的干擾。就中波廣播發(fā)射站而言，可以在機房內(nèi)安裝金屬屏蔽罩或屏蔽墻，將電磁波隔離在內(nèi)部，防止外部干擾進入機房。同時，天線輸入端處的傳輸線應(yīng)采用屏蔽線纜，減少信號的輻射和干擾。

磁屏蔽是通過使用特殊的材料或結(jié)構(gòu)，將磁場隔離在一個特定區(qū)域，阻擋磁場的傳導(dǎo)，從而降低或消除對其他設(shè)備的干擾。在干擾屏蔽方面，可以使用磁屏蔽材料包裹發(fā)射站的敏感設(shè)備或傳輸線，阻擋磁場的傳導(dǎo)[6]。

除了上述兩種技術(shù)方法外，還可以采取構(gòu)建接地系統(tǒng)、提升天線抗干擾性能、安裝配套天線防護措施等措施，屏蔽惡劣天氣下的信號干擾。其中，構(gòu)建接地系統(tǒng)是構(gòu)建機房、設(shè)備和天線相互分離的綜合性接地系統(tǒng)，使射頻返回電流全部流至傳輸線屏蔽罩，從而降低靜電干擾的發(fā)生概率。提升天線抗干擾性能，是保證天線接地網(wǎng)為半波輻射振子，并確保天線同軸電纜埋入地下，以降低耦合電流的出現(xiàn)。所設(shè)計和安裝使用的天線本身要具有抗干擾的能力。安裝配套天線防護措施，是在發(fā)射機的天線輸入端入地處安裝微亨級電感線圈等設(shè)備，實現(xiàn)對雷電流的有效泄放。

2.4 構(gòu)建綜合性的防雷系統(tǒng)減少雷電天氣影響

為減少雷電天氣對中波廣播發(fā)射的影響，應(yīng)當通過多種途徑，構(gòu)建綜合性的防雷系統(tǒng)，將影響降到最低。這里的綜合性防雷系統(tǒng)主要包括電源防雷系統(tǒng)、天線防雷系統(tǒng)和天調(diào)網(wǎng)防雷系統(tǒng)。

在電源防雷系統(tǒng)方面，一是應(yīng)根據(jù)防雷規(guī)定，在發(fā)射臺相應(yīng)位置安裝高壓防雷裝置。這些裝置可以有效地吸收雷電能量，確保高壓電源不受雷擊影響。由于高壓裝置涉及高電壓，這一步驟應(yīng)由經(jīng)驗豐富的電力專業(yè)技術(shù)人員完成，確保安裝和操作的安全性和規(guī)范性。二是要配置高頻線圈。高頻線圈是一種能夠有效限制高頻信號流入或流出的設(shè)備，其作用是保護電源設(shè)備免受高頻干擾和雷電干擾。合理配置高頻線圈，可以使電源具備更強的防雷能力。三是要做好低壓側(cè)保護工作。除了高壓防雷裝置，還需要在低壓電站周圍安裝避雷器。避雷器是一種常用的防雷設(shè)備，它能迅速引導(dǎo)和吸收雷電能量，保護低壓電源設(shè)備不受雷擊侵害。

在天線防雷系統(tǒng)方面，除了上述提到的安裝防護措施外，還要安裝避雷針等設(shè)備，以保證天線不受雷電影響。需要注意的是，為了避免影響傳輸信號，不應(yīng)將連接線、避雷針和電阻連在一起，而是要將避雷針與信號傳輸線路分開。

在天調(diào)網(wǎng)防雷系統(tǒng)方面，可通過設(shè)備參數(shù)調(diào)整，在天調(diào)網(wǎng)電路中加入適當?shù)碾娮瑁褂脤ｉT的靜電釋放裝置等措施，及時釋放天調(diào)網(wǎng)運行中產(chǎn)生的額外功率，避免不良影響，也可以選擇微電感防雷的方式，使天調(diào)網(wǎng)通過靜電與空氣連接，防止雷電對其運行產(chǎn)生干擾。

3 結(jié) 語

惡劣天氣是影響中波廣播發(fā)射站和發(fā)射設(shè)備安全、穩(wěn)定運行的典型因素。目前，對中波廣播發(fā)射產(chǎn)生影響的惡劣天氣主要有雨雪天氣、雷電天氣和沙塵天氣。應(yīng)當通過使用濾波技術(shù)提高系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)水平，科學(xué)利用靜電發(fā)射設(shè)備降低靜電干擾，利用干擾屏蔽技術(shù)減少信號干擾影響，構(gòu)建綜合性的防雷系統(tǒng)減少雷電天氣影響等方式來規(guī)避、減少惡劣天氣對中波廣播發(fā)射的影響，使中波廣播發(fā)射得到更好的技術(shù)性保證。