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電子發燒友網>電子資料下載>無線通信>無線電干擾與干擾處理

無線電干擾與干擾處理

2011-01-03 | rar | 33 | 次下載 | 10積分

資料介紹

無線電干擾指在射頻(9KHz一3000GHz)頻段內,可能對有用信號造成損害的無用信號或電磁騷擾。它可能對無線電通信系統的接收產生影響,如性能下降、誤解或信息丟夫。當干擾危害無線電導航或其它安全業務的正常運行,或嚴重地損、阻礙,或一再阻斷按規定正常開展的無線電業開時,這種干擾稱為有害干擾。
? 一、無線電干擾的分類及成因
??? 無線電干猶如按傳導形式區分,可分為產導干擾和輻射干擾兩大類。但通常按干擾源的性質區分,分為自然干擾和人為干擾兩大類。自然干擾來源于自然現象,是不可控制的。主要有天電干擾、太陽干擾、宇宙干擾等。人為干擾來源于機器或其他人工裝置。是可控制的。人為干擾又可區分為無線電設備干擾和非無線電設備干擾兩類。 非無線電設備干擾包括工業、科研、醫療等電器設備干擾,電力線干擾等。為防止其對無線電業務產生有害干擾,國家際準中已對其使用頻率和輻射允許值作出了規定。
??? 無線電設備干擾在無線電干擾中占有較大的比例。主要有:
??? 1.同頻干擾。凡由其它信號源發送出來與有用信號的頻率相同并以同樣的方法進入收信機中頻通帶的干擾都稱為同頻干擾。由于同頻干擾信號與有用信號同樣被放大、檢波,當兩個信號出現載頻差時,會造成差拍干擾;當兩個信號的調制度不大同時,會引起失真干擾;當兩個信號存在相位差時也會引起失真干擾。干擾信號越大,接收機的輸出信噪比越小。當干擾信號足夠大些,可造成接收機的阻塞干擾。這種干擾,大都是由于同頻復用保擴距離太小造成的。一些違章使用電臺者,私自使用頻率,有意或無意使用與合法電臺相同的頻率,但因復用距離太小往往對合法無線電臺(站)造成同頻干擾。當然,也有因無線電管理部門指配頻率不當,或相鄰地域的無線電管理部門在指配頻率時未進行頻率協調、或通信網絡設計部門在通信網絡設計時,對網絡電磁兼容性分析計算上疏忽或失誤等原因造成同頻干擾的。
??? 2.鄰頻干擾。凡是在收信機射頻通帶內或通帶附近的信號,經變頻后落入中頻通帶內所造成的干擾,稱為鄰頻干擾。這種干擾會使收信機信噪比下降,靈敏度降低;強干擾信號可使收信機出現阻塞干擾。這種干擾,大部分是由于無線電設備的技術指標不產合國家標準造成的。在發射機方面,如頻率穩度太差或調制度過大,造成發射頻譜過寬,可造成對他臺的鄰頻干擾、就80系列民用調頻電話機而言,國家規定信道間隔為25KNZ,最大頻偏為5KHz,最高調制頻率為3000Hz.經計算其調制帶寬為16KHz。事實上由于傳輸過程中的非線性.發射機發射所占用的頻帶比需要的要寬。如不嚴格控制影響發射機帶寬的各因素.很容易產生不必要的帶外輻射;在收信機方面,當中頻濾波器選擇性不良時,便容易形成干擾或使干擾變得嚴重。
3.帶外干擾。
發信機的雜散輻射和接收機的雜散響應產生的干擾,稱為帶外干擾。
(1) 發信機的雜散輻射干擾
??? 在VHF和UHF的低頻段,移動通信設備尤其是基站的發信機大都采用晶體振蕩器以獲得較高的頻率穩定度。主振的頻率fo經多次倍頻后才得到要求的發射頻率f T。由于倍頻器和倍頻放大器的非線性作用,產生了大量的諧波,其頻率為fo的1倍、2倍、3倍……。若倍頻回路的濾波特性欠佳,這些諧波就會同fT一起放大并輻射出去,干擾在相應頻率上工作的接收機。這種干擾可在發信機占用帶寬外附近的一個或多個頻點上產生。總之,這種干擾是由于發信機的雜散輻射值過大造成的,為此,各種類型的發信機的雜散輻射值,國家標準中大都有嚴格的規定。發信機雜散輻射值過大,通常是由于倍頻次數多、倍頻器輸出回路的選擇性差、倍頻器之間的屏蔽隔離不良等因素造成的。
??? (2)收信機的雜散響應
??? 接收機除收到有用信號外,還能收到其它頻率的無用信號。這種對其它無用信號的“響應”能力,通常稱為雜散響應,它與接收機本振的頻率純度有關。超外差或收信機的雜散響應主要有鏡頻響應和中頻響應。鏡頻響應,即鏡像頻率響應。如圖所示,如 fR為接收頻率、fi為中頻頻率,fL為本振頻率,則對應鏡像頻率fR’為:
??????????????????? fR’=fR一(fR—fL)一fi=fR—fi—fi=fR—Zfi
由于鏡像頻率與本振頻率差拍產生中頻,同樣可以通過中頻回路。因此收信機可以在鏡像頻率上產生響應。中頻響應。當干擾信號頻率等于收信機的中頻頻率,干擾信號從收信機的輸入回路漏入而高放回路對其抑制不夠時,中信號即可直接進入中頻回路而產生中頻響應。收信機的雜散響應,通常是由于發信機的雜散輻射造成的當然它也與收信機本身的本振頻率純度輸入回路和高放回路選擇性有著直接的關系。
二、干擾分析幾點心得
用頻譜分析儀分析干擾的來源
1 、 根據干擾信號的頻率確定干擾源
  在解決電磁干擾問題時,最重要的一個問題是判斷干擾的來源,只有準確將干擾源定位后,才能夠提出解決干擾的措施。根據信號的頻率來確定干擾源是最簡單的方法,因為在信號的所有特征中,頻率特征是最穩定的,并且電路設計人員往往對電路中各個部位的信號頻率都十分清楚。因此,只要知道了干擾信號的頻率,就能夠推測出干擾是哪個部位產生的。
  對于電磁干擾信號,由于其幅度往往遠小于正常工作信號,因此用示波器很難測量到干擾信號的頻率。特別是當較小的干擾信號疊加在較大的工作信號上時,示波器無法與干擾信號同步,因此不可能得到準確的干擾信號頻率。
  而用頻譜分析儀做這種測量是十分簡單的。由于頻譜分析儀的中頻帶寬較窄,因此能夠將與干擾信號頻率不同的信號濾除掉,精確地測量出干擾信號頻率,從而判斷產生干擾信號的電路。
 2. 根據干擾信號的帶寬確定干擾源
  判斷干擾信號的帶寬也是判斷干擾源的有效方法。例如,在一個寬帶源的發射中可能存在一個單個高強度信號,如果能夠判斷這個高強度信號是窄帶信號,則它不可能是從寬帶發射源產生的。干擾源可能是電源中的振蕩器,或工作不穩定的電路,或諧振電路。當在儀器的通頻帶中只有一根譜線時,就可以斷定這個信號是窄帶信號。
  根據傅立葉變換,單根的譜線所對應的信號是周期信號。因此,當遇到單根譜線時,就要將注意力集中到電路中的周期信號電路上。
3.用近場測試方法確定輻射源
  除了上述的根據信號特征判斷干擾源的方法以外,在近場區查找輻射源可以直接發現干擾源。在近場區查找輻射源的工具有近場探頭和電流卡鉗。檢查電纜上的發射源要使用電流卡鉗,檢查機箱縫隙的泄漏要使用近場探頭。
3.1 電流卡鉗與近場探頭
  電流探頭是利用變壓器原理制造的能夠檢測導線上電流的傳感器。當電流探頭卡在被測導線上時,導線相當于變壓器的初級,探頭中的線圈相當于變壓器的次級。導線上的信號電流在電流探頭的線圈上感應出電流,在儀器的輸入端產生電壓。于是頻譜分析儀的屏幕上就可以看到干擾信號的頻譜。儀器上讀到的電壓值與導線中的電流值通過傳輸阻抗換算。傳輸阻抗定義為:儀器50? 輸入阻抗上感應的電壓與導線中的電流之比。對于一個具體的探頭,可以從廠家提供的探頭說明書中查到它的轉移阻抗ZT。因此,導線中的電流等于:
I = V / ZT
  如果公式中的所有物理量都用dB表示,則直接相減。
  對于機箱的泄漏,要用近場探頭進行探測。近場探頭可以看成是很小的環形天線。由于它很小,因此靈敏度很低,僅能對近場的輻射源進行探測。這樣有利于對輻射源進行精確定位。由于近場探頭的靈敏度較低,因此在使用時要與前置放大器配套使用。
3.2  用電流卡鉗檢測共模電流
  設備產生輻射的主要原因之一是電纜上有共模電流。因此當設備或系統有超標發射時,首先應該懷疑的就是設備上外拖的各種電纜。這些電纜包括電源線電纜和設備之間的互連電纜。
  將電流探頭卡在電纜上,這時由于探頭同時卡住了信號線和回流線,因此差模電流不會感應出電壓,儀器上讀出的電壓僅代表共模電流。
  測量共模電流時,最好在屏蔽室中進行。如果不在屏蔽室中,周圍環境中的電磁場會在電纜上感應出電流,造成誤判斷。因此應首先將設備的電源斷開,在設備沒有加電的狀態下測量電纜上的背景電流,并記錄下來,以便與設備加電后測量的結果進行比較,排除背景的影響。
  如果在用天線進行測量時將頻譜分析儀的掃描頻率局限感興趣的頻率周圍很小的范圍內,則可以排除環境中的干擾。
3.3  用近場探頭檢測機箱的泄漏
  如果設備上外拖電纜上沒有較強的共模電流,就要檢查設備機箱上是否有電磁泄漏。檢查機箱泄漏的工具是近場探頭。將近場探頭靠近機箱上的接縫和開口處,觀察頻譜分析儀上是否有感興趣的信號出現。一般由于探頭的靈敏度較低,即使用了放大器,很弱的信號在探頭中感應的電壓也很低,因此在測量時要將頻譜分析儀的靈敏度調得盡量高。根據前面的討論,減小頻譜分析儀的分辨帶寬能夠提高儀器的靈敏度。但是要注意的是,當分辨帶寬很窄時,掃描時間會變得很長。為了縮短掃描時間,提高檢測效率,應該使頻譜分析儀的掃描頻率范圍盡量小。因此一般在用近場探頭檢測機箱泄漏時,都是首先用天線測出泄漏信號的精確頻率,然后使儀器用盡量小的掃描頻率范圍覆蓋住這個干擾頻率。這樣做的另一個好處是不會將背景干擾誤判為泄漏信號。
  對于機箱而言,靠近濾波器安裝位置的縫隙是最容易產生電磁泄漏的。因為濾波器將信號線上的干擾信號旁路到機箱上,在機箱上形成較強的干擾電流,這些電流流過縫隙時,就會在縫隙處產生電磁泄漏。
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