【摘要】隨著5G技術應用范圍越來越廣，中波廣播發(fā)射臺和5G基站頻譜之間可能存在的矛盾越來越突出，干擾問題急需解決。本文首先對中波廣播發(fā)射臺的工作原理、傳播方式、技術參數和頻段特性進行介紹，然后對5G網絡技術進行總結，深入剖析中波廣播和5G頻譜之間可能存在的矛盾，以及5G基站信號在中波廣播中受到的干擾種類和在時空上的分布特征。最后，提出中波廣播發(fā)射臺站干擾問題的解決方案，以期為中波廣播發(fā)射臺站解決5G環(huán)境中的干擾問題提供一個有效借鑒。

【關鍵詞】中波廣播發(fā)射臺站；5G環(huán)境；干擾問題；解決方案

中圖分類號：TN929" " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " "DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.23.012

中波廣播發(fā)射臺站通常工作在較低的頻率范圍（300 kHz～3 MHz），其信號具有較強的繞射能力和遠距離傳播特性，廣泛應用于民用廣播和應急通信。然而，5G通信系統(tǒng)大多使用較高頻率的頻段（例如3.5 GHz、26 GHz等），盡管兩者頻率相差較大，但由于5G基站密度高、發(fā)射功率較大時仍然會給中波廣播信號帶來一定的電磁干擾。另外，5G裝置的大范圍部署以及新型技術的使用都會帶來非預期交互干擾問題，例如高頻段和低頻段裝置之間存在非線性相互作用?；诖耍疚闹攸c分析5G環(huán)境下中波廣播發(fā)射臺面臨的干擾問題，并探討相應的解決方案，以期為5G和中波廣播共存提供技術支持。

1. 中波廣播發(fā)射臺的工作原理及頻段特性

1.1 中波廣播的傳播方式與技術參數

中波廣播是在300 kHz～3 MHz頻帶內的無線電傳播，信號傳輸常用振幅調制（Amplitude Modulation，AM）技術。它的傳播方式分為地波與天波。地波沿地球表面?zhèn)鞑r，受到地形、地質條件的極大影響，其傳播距離通常為幾百公里。天波能夠通過電離層進行反射，從而實現長距離的傳播，有時甚至可以達到數千公里。尤其在夜晚，由于電離層的變動，天波的傳播能力得到了明顯的加強。中波廣播的標準頻率范圍是525～1705 kHz，其發(fā)射功率通常在幾千瓦到幾十千瓦之間，而大型廣播電臺的功率甚至可以達到數百千瓦，這使它的信號覆蓋范圍廣，適用于大區(qū)域廣播業(yè)務。中波廣播系統(tǒng)一般使用與波長有較強關系的垂直發(fā)射天線來保證高發(fā)射效率。而接收設備具有很強的抗干擾能力，靈敏度一般為-60～-80 dBm，但是在現代無線環(huán)境下，高功率的無線設備以及5G等新型網絡仍有可能對其產生干擾[1]。

1.2 中波廣播的頻段特性

中波廣播的頻段特性主要體現在其頻率范圍、傳播特性和受干擾情況。中波頻段通常在300 kHz～3 MHz，廣播中經常使用的頻段是525～1705 kHz。在這一頻率范圍內，中波信號不僅具有地波傳播的優(yōu)點，還可以通過電離層反射來實現長距離的傳播。地波的傳播主要取決于地表電磁波的導電性能，這與地面特性、地理環(huán)境等因素有密切的關系，一般情況下傳播距離較近，但是信號比較穩(wěn)定。天波的傳播主要依賴于電離層的反射屬性，尤其在夜晚或電離層環(huán)境發(fā)生變化時，其傳播的距離有可能顯著擴大。這一特點使得中波廣播晝夜信號覆蓋范圍有顯著不同，晚間傳播效果要顯著優(yōu)于日間。信號在中波頻段繞射能力強，在復雜地形地區(qū)，能保持良好傳播效果，具有廣域廣播的特點。

2. 5G網絡技術簡介

5G網絡技術作為下一代的移動通信技術有著高速率、低時延以及大連接數的突出優(yōu)點。5G擁有廣泛的頻譜資源，尤其是在Sub-6 GHz和毫米波（millimeter wave，mmWave）這兩個頻段中。Sub-6 GHz頻段覆蓋范圍廣，一般用來提供基本的廣域覆蓋，而毫米波頻段帶寬大、傳輸速率快，適合密集城市環(huán)境下的高速數據傳輸。5G利用眾多核心技術來增強網絡的表現，其中包括大規(guī)模多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技術。這種技術利用眾多的天線陣列來同步傳輸和接收數據，從而顯著地提升了頻譜的使用效率。波束成形技術可以依據用戶的具體位置來動態(tài)地調整信號的方向，從而提高信號的質量和覆蓋范圍。5G同時利用網絡切片技術將一個物理網絡劃分成多個虛擬網絡來適應自動駕駛、遠程醫(yī)療、物聯網應用等不同業(yè)務場景。相較于4G網絡，5G網絡的最高傳輸速度能夠超過10 Gbps，同時時延也能降至1 ms以下[2]。

3. 中波廣播發(fā)射臺在5G環(huán)境下的干擾問題

3.1 中波廣播與5G頻譜的潛在沖突

中波廣播和5G頻譜之間可能存在的矛盾表現為頻譜資源重疊，相鄰頻段互相影響等。中波廣播一般采用525～1705 kHz之間的頻帶，該頻帶處于低頻范圍內，5G網絡主要工作于Sub-6 GHz以及毫米波頻帶，但是一些5G設備與基站之間可能存在著強烈的帶外輻射現象，特別是高功率設備在運行過程中，會對鄰近頻段內設備的運行造成一定影響。由于中波廣播頻段低，信號傳播對于電磁環(huán)境變化比較敏感，因此5G信號干擾可能會以電磁耦合和非線性互調的形式影響中波廣播的接收品質。尤其對于5G基站密集布設區(qū)域，該干擾效應會更顯著。5G基站與終端設備之間的高功率傳輸同樣會對中波廣播接收天線產生電磁壓制，特別是當中波接收設備距離5G基站較近的時候，廣播信號會受到嚴重干擾，甚至會中斷傳輸[3]。

3.2 5G基站信號對中波廣播的干擾類型

5G基站信號對中波廣播的干擾有電磁干擾、電波屏蔽、頻譜污染三種。電磁干擾是干擾中最普遍的一種形式，盡管5G基站通常在高頻區(qū)域運行，但它產生的帶外輻射和諧波會覆蓋中波廣播的頻段，這可能會導致中波接收設備受到強烈的電磁噪聲影響，從而降低廣播信號的清晰度，甚至可能導致信號的丟失。因5G基站布放密集，特別是城市或者人口稠密地區(qū)，5G設備傳輸高功率信號可能會對電磁場強度產生一定程度的屏蔽效應，使中波的廣播信號很難透過這道電磁“屏障”，從而造成廣播信號的覆蓋范圍減小和接收難度增大。頻譜污染表現為5G基站信號出現雜散輻射現象，特別當基站和終端設備間經常傳輸大數據時，雜散信號會占用鄰近的中波頻段，導致頻譜污染和中波廣播接收端的信號干擾加重等。

3.3 干擾的空間和時間分布特點

5G基站信號對中波廣播的干擾，其時空分布特征顯著。從空間上看，干擾強度和5G基站密集度、發(fā)射功率及到中波廣播接收設備的距離等因素有密切關系。在城市和人口密集的區(qū)域，由于5G基站的密集分布和較高的發(fā)射功率，中波廣播的接收設備更容易受到電磁干擾，這種干擾通常覆蓋范圍廣且強度大，特別是在5G基站附近，干擾效應更加明顯。并且在農村或者基站比較分散的區(qū)域，盡管干擾強度會比較小，但是由于基站覆蓋范圍比較大，也會對信號造成一些影響。另外，高層建筑、復雜地形以及金屬結構物等都會使電磁干擾分布進一步加強或者改變，從而使一些地區(qū)對中波信號的接收出現不穩(wěn)定性。

從時間分布來看，5G對中波廣播的干擾通常呈周期性變化。白天受電離層弱活動影響，中波信號以地波為主，干擾效應主要分布于接收設備周圍地區(qū)。夜間隨著電離層活動的加強，中波信號在天波的傳播作用下覆蓋了整個高頻段地區(qū)，但是同時更易受長距離5G基站電磁輻射的干擾。

為了驗證中波廣播與5G基站間的干擾問題，相關人員進行了實際測試。測試地點選擇了某城市中心區(qū)域和郊區(qū)，分別代表高密度和低密度5G基站環(huán)境。測試結果表明（如表1所示），在城市中心區(qū)域，由于5G基站密集分布，中波廣播接收設備在距離5G基站較近時（如50 m內），信號質量明顯下降，干擾強度達到-40 dBm以上。而在郊區(qū)，盡管干擾強度相對較小，但在某些時段（如夜間電離層活動增強時），仍可能受到長距離5G基站電磁輻射的干擾。此外，研究人員還測試了不同時間段內5G對中波廣播的干擾情況。結果顯示，在5G網絡使用高峰期（如晚上8點至10點），由于基站發(fā)射功率增大，干擾效應更加顯著。而在非高峰期，干擾強度則相對較低。

通過以上數據，我們可以清晰地了解中波廣播在5G環(huán)境下的干擾問題及其時空分布特征。這些數據不僅為本文的分析提供了有力支持，也為后續(xù)解決方案的制定提供了重要依據。

4. 中波廣播發(fā)射臺站干擾問題的解決方案

4.1 優(yōu)化中波廣播發(fā)射臺布局與頻段分配

對中波廣播發(fā)射臺的布局和頻段分配進行優(yōu)化，是降低5G干擾，提高廣播質量的重點策略。首先，發(fā)射臺的布局需依據地形、人口密度以及信號覆蓋需求等因素科學規(guī)劃。在中波廣播發(fā)射臺中，普遍都會使用到與發(fā)射頻率成比例的垂直天線，為了保證信號的傳播效果，滿足地波、天波的傳播要求，一般都會將天線的高度設定在四分之一到二分之一波長之間。所以在地廣人稀地區(qū)，發(fā)射功率可適當提高到數十千瓦乃至更高一些，從而提高信號傳播能力及覆蓋范圍；在人口稠密的城市區(qū)域內，因5G基站密度較大，所以發(fā)射臺站的布置要盡量避免與5G基站交叉，以降低干擾源。

在頻段分配方面，要對中波廣播工作頻率進行合理分割。盡管中波頻段被固定為525～1705 kHz，但是采用細化頻率分配的方法，避免使用臨近5G基站頻譜，可以減少可能出現的頻譜沖突。比如優(yōu)先考慮低頻段，以避免高頻段5G裝置的雜散輻射。同時引入了動態(tài)頻譜管理技術以靈活調節(jié)頻段的使用方式，可有效地應對5G網絡高峰時段的擾動，保證中波廣播信號連續(xù)穩(wěn)定[4]。

4.2 提升發(fā)射臺站的抗干擾能力

增強中波廣播發(fā)射臺站的抗干擾能力，是保證臺站在5G環(huán)境下穩(wěn)定工作的重點，其中，屏蔽技術、濾波技術等是處理干擾最核心的方法。屏蔽技術利用物理屏障來隔絕電磁干擾源，通常會在發(fā)射設備、信號處理器和天線系統(tǒng)的周圍使用電磁屏蔽材料，這些材料包括銅、鋁等高導電性金屬，這些金屬能有效地屏蔽外界電磁波入侵。可通過對發(fā)射臺站關鍵設備殼體加裝電磁屏蔽層來減小由5G基站傳來的高頻擾動，而發(fā)射塔內線纜與接收設備間采用屏蔽線纜可進一步減少擾動傳播途徑。

濾波方法主要是通過電子設備內部的信號處理手段來降低外部干擾。帶通濾波器被認為是核心技術之一，它能有效地濾除中波范圍之外的高頻信號，例如由5G設備產生的雜散輻射。濾波器設計要具有高選擇性、低插入損耗等特點，這樣才能保證廣播信號經過濾波器時不丟失，又能有效地屏蔽頻譜范圍之外的干擾信號[5]。

4.3 增強5G基站的電磁兼容性設計

增強5G基站的電磁兼容性設計是減少對中波廣播干擾的重要手段。首先，5G基站的發(fā)射功率需要嚴格控制，尤其是在高密度區(qū)域，過高的功率會導致過量的電磁輻射，進而干擾鄰近頻段的中波廣播。通常，5G基站的發(fā)射功率范圍在10～40 W之間，而通過動態(tài)調整發(fā)射功率，可以有效降低不必要的電磁泄漏。在鄰近中波廣播頻段時，應盡量降低功率或者通過智能功率控制技術，實現對環(huán)境電磁場強度的實時監(jiān)測，動態(tài)調整基站的輸出功率，以減少對中波廣播的干擾[6]。

其次，電磁屏蔽也是增強基站兼容性設計的關鍵技術。5G基站內部的關鍵組件如功率放大器、天線陣列和信號處理器都可以采用屏蔽材料進行保護，以減少高頻信號外泄。屏蔽罩材料的選擇，如銅或者鋁合金，能夠有效阻隔輻射信號的泄漏和反射。此外，合理設計天線陣列，使信號輻射集中于特定區(qū)域，減少在不必要方向上的功率輻射，避免對中波廣播接收設備形成干擾。

5. 結束語

中波廣播發(fā)射臺站在面對5G環(huán)境干擾時，要采取積極有效的措施，在強化技術創(chuàng)新、設備升級的同時，要加強與有關部門的溝通協(xié)調，共同迎接挑戰(zhàn)。唯有如此，才能夠保證中波廣播在新技術環(huán)境中持續(xù)保持自身穩(wěn)定、高效、廣泛傳播的優(yōu)勢，從而為人們提供更多優(yōu)質的信息服務。

參考文獻：

[1]吳曉峰.中波廣播轉播臺抗5G信號干擾策略[J].電視技術，2023，47（10）：103-105.

[2]盧詩，李林.廣播電視發(fā)射臺智慧化建設方案探討[J].廣播電視信息，2022，29（10）：85-89.

[3]趙志宏.中波臺站的接地與屏蔽技術[J].數字傳媒研究，2022，39（07）：50-52.

[4]李秉新.論中波廣播發(fā)射臺站的抗5G干擾技術及策略[J].數字傳媒研究，2022，39（01）：25-28.

[5]唐彥旭，李革.論5G信號對中波廣播信號源的干擾[J].西部廣播電視，2021，42（23）：228-230.

[6]宋卓.5G基站對中波廣播的干擾處理方法[J].電聲技術，2021，45（09）：70-72.