大功率短波通信的高频干扰及解决对策

2022-09-12

现代通信技术的进一步发展为短波通信的推广与普及提供了有利条件, 短波通信在航空航天、军事等领域广泛使用, 然而一旦遇到大功率短波发射机受到高频电磁干扰的情况, 就会使通信受到影响, 轻则导致通信暂时中断, 重则导致通信的安全性面临极大风险。由此可见, 加强对大功率短波通信的高频干扰及解决对策的研究是非常必要的[1]。

一、大功率短波通信高频干扰的主要危害

(一) 对人体的危害

高频干扰主要是由高频电磁场引起的, 工作人员如果长时间处在高频电磁场的环境之下, 就会在体内产生感应电动势, 进而致使人体中的一些细胞与组织吸收大量电磁能, 当电磁能在人体内积累过多的时候, 势必会直接影响到人体的中枢神经系统, 使工作人员出现掉发、手指无意识颤抖、记忆力下降、全身无力、头晕头痛等症状。虽然上述这些症状在离开高频电磁场环境之后就能在短时间内恢复正常, 但若是不断反复地进出高频电磁场环境, 就会使上述危害逐渐累积, 进而给人体带来无法恢复的健康问题, 使人们的正常生活与工作受到严重影响。

(二) 对电子设备的危害

发射机在发射的过程中往往会产生高次谐波, 这些谐波的频率并没有超出电视信号与无线广播信号的传输频率范围, 所以难免会与上述信号出现相互干扰。当精密仪器吸收了高次谐波的放大信号时, 仪器的功率就会显著提升, 有时甚至会超过其最大极限, 最终给仪器造成非常严重的破坏, 使单位遭受巨大的经济损失。当高次谐波进入到电源系统中之后, 还会引发电流波形与电压等出现异常变化, 使用电设备严重受损, 有时还会导致网路谐振, 使供电系统面临极大的火灾威胁, 或者出现计量不精确、设备老化等问题, 给单位带来不必要的经济损失。

二、大功率短波通信高频干扰出现的主要原因

(一) 大功率短波发射机的互调干扰

之所以会出现大功率短波发射机的互调干扰, 主要原因是采用数台发射机进行同时工作的过程中, 由于各类天线或者天线通用设备之间没有严格做好隔离工作造成的。例如, 发射机功分器、天线倒换开关设备等导致数台发射机发射出的信号同时进入另一台发射机, 与此同时, 在末级产生了调制现象, 进而致使一些毫无利用价值的组合频率产生, 这些组合频率会对与其频率相同或相近的信号接收机产生严重干扰, 这就是发射机的互调干扰现象产生的过程。这一干扰类型在大功率短波发射过程中出现得较为频繁, 对发射机的运行安全性与可靠性具有严重的不良影响[2]。

(二) 大功率短波发射机的谐波辐射

从现阶段的状况来看, 我国绝大部分大功率短波发射机末尾的电子管都采用的是非线性形式, 这一形式很容易导致高次谐波的产生。所以, 在发射机进行正常播音的时候, 不仅存在其自身的播音频率, 同时还会产生一些高次谐波, 这些谐波不是固定不变的, 相反, 其会根据傅里叶指数进一步分解, 最终形成层次、特性等各不相同的谐波, 其中高次谐波的存在将会导致发射机的供电系统受到直接影响[3]。

三、大功率短波通信高频干扰的解决对策

(一) 采用高频接地装置

在进行高频接地装置安装施工的时候, 工作人员应当注意接地线的长度, 通常来说应控制在波长的1/4以内, 之所以这样做, 主要是为了避免在接地线之上出现驻波, 最终导致电压大幅增高, 给设备与工作人员带来安全风险。高频接地线最好采用多股软铜线, 这样才能有效降低接地线之中的涡流损耗以及电感。在接地电阻方面, 高压设备接地装置的接地电阻应当控制在10欧姆以内, 高低压通用设备接地装置的接地电阻应当保持在4欧姆以内。此外, 接地电阻应坚持每年至少测量一次, 且最好选择在干燥的季节进行[4]。

(二) 加设屏蔽体

所谓屏蔽, 指的就是把电磁能量限制在某一规定的区域以内, 而要达到屏蔽目标, 就必须借助一定的材料, 这些材料就是屏蔽体。通常来说, 屏蔽体比较常用的材料主要包括铁质导电材料、铝质导电材料等。在屏蔽体形状的选择上, 既可以采用网状, 也可采用板状, 若采用网状的形式, 则最好选用比较粗的金属丝, 且目数越大屏蔽效果越佳。有条件的话, 可增大电磁场源和屏蔽体之间的间距, 这样不但能保证高频设备的正常有序运行, 同时还能使屏蔽效果得到大幅提升。

(三) 引入高频滤波系统

从类型上看, 谐波滤波器主要包括无源滤波与有源滤波两种类型, 这两类滤波器在工作机理上存在明显的区别。无源滤波还有一个别称是被动式滤波, 其主要借助电感与电容的有效结合, 最终形成只能允许所需频率通过的装置, 这样就能将多余的频率全部清除掉。有源滤波也叫做主动式滤波, 其主要属于检测系统中的谐波, 这些谐波能产生相序不同, 但大小相同的波形, 从而使谐波分量被有效抵消[5]。