微波通信的干擾與抗干擾探討

韓丹

【摘要】 目前，通信過程中出現(xiàn)的干擾現(xiàn)象一直是微波通信領(lǐng)域中亟需解決的問題。雖然在理論上，干擾現(xiàn)象是不能被徹底清除的，但是通過相關(guān)技術(shù)手段還是可以實(shí)現(xiàn)控制微波通信干擾大小的目的。因此，本文針對微波通信干擾現(xiàn)象的分析，論述了微波通信干擾的危害，并針對性地提出了抗干擾的策略。

【關(guān)鍵詞】 微波通信 干擾 抗干擾

一、微波通信干擾現(xiàn)象概述

圖1 微波中繼通信示意圖

在分析微波通信干擾現(xiàn)象之前，首先對微波通信做簡單的了解。目前，微波通信有三個常用波段，分別是1700—2300MHz，3400—4200MHz，以及5900—6400MHz。其中，微波中繼站的標(biāo)準(zhǔn)間距為46km，收發(fā)甜心通常設(shè)置在幾十米高的鐵塔上面，進(jìn)而避免地面建筑和障礙物對微波通信的干擾，如圖1所示。

一般情況下，電信號在傳播中因?yàn)殡姶判诺乐g耦合情況引發(fā)的相互擾動被稱為微波通信干擾，這些存在擾動能力的電信號由于會干擾信號收發(fā)的效率因此，可以將導(dǎo)致微波通信的干擾因素歸為以下三點(diǎn)：

1.1微波通信干擾來源

該干擾源一般可以分為自然干擾源和非自然干擾源兩部分。但是依據(jù)通信寬帶，其又可以分為窄帶干擾和寬帶干擾兩部分。其中，相參和非相殘是寬帶干擾的組成部分。寬帶微波通信干擾主要指頻譜密度函數(shù)的頻率區(qū)間大于限定感受器快帶，所以頻率寬帶就和感受器的響應(yīng)程度成正比。

1.2傳播耦合信道

對于電磁信號的傳輸路徑，可以分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合這兩種。其中，電磁信號的是通過輻射電磁波傳播的話，這種方式就是輻射耦合，響應(yīng)的微波通信干擾現(xiàn)象也就包括了場線耦合、天線耦合以及線線耦合等三種情況。一旦天線接收到干擾源天線或者非目標(biāo)天線發(fā)出的電磁波，就會發(fā)生天線間耦合的情況；而當(dāng)空間內(nèi)的電磁場經(jīng)由導(dǎo)線感應(yīng)而形成的耦合，這種耦合就是場線耦合；最后，線線耦合則是特指兩根平行導(dǎo)線引起的耦合。

1.3敏感設(shè)備

對于微波通信領(lǐng)域中的敏感設(shè)備，主要指容易被周邊電磁波或信號干擾到的信號收發(fā)設(shè)備。比如，敏感設(shè)備在比較復(fù)雜的電磁場中，就非常可能接受到非目標(biāo)端口發(fā)出的電磁信號，從而影響了正常收發(fā)端口的接受程度。

二、微波通信干擾的危害性

2.1民用微波通信環(huán)境下的危害

目前，移動通信是民用微波通信環(huán)境中的主要通信業(yè)務(wù)，這些干擾會降低通信信號的傳播品質(zhì)。其中，微波通信干擾的因素可以歸于人為因素和自然因素中去。自然因素主要包括大氣噪聲和云雨散射等情況，而人為因素主要是指電子通信設(shè)備互相造成的干擾，并且是人為可以控制的干擾。尤其是在無線移動通信中，傳輸信號會被微波通信的干擾下失真或畸形，進(jìn)而會對通信品質(zhì)造成影響。主要體現(xiàn)在語言清晰度和信號強(qiáng)度的下降上。甚至在特別嚴(yán)重的微波通信干擾下，移動通信的傳輸信號會被淹沒，進(jìn)而導(dǎo)致通信系統(tǒng)的損壞。

2.2軍用微波通信環(huán)境下的危害

當(dāng)前，由于電子信息戰(zhàn)受到各個國家軍事部門的重視。因此在軍用微波通信環(huán)境中，微波通信干擾會更加嚴(yán)重和復(fù)雜。具體而言：首先，因?yàn)檐娪迷O(shè)備匹配程度不高，而且數(shù)量眾多，所以相互之間的干擾現(xiàn)象比較普遍。而且，由于我國軍用設(shè)備的研發(fā)工作分布在各個科研院所等單位，造成設(shè)備研發(fā)工作難以做好統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，因此無論是在演習(xí)還是在實(shí)戰(zhàn)中，大量設(shè)備之間的互相干擾問題也就無法避免。其次，因?yàn)槲覈簧佘娪迷O(shè)備的服役年限已經(jīng)超標(biāo)，設(shè)備更新?lián)Q代周期長，而且不少新投入的設(shè)備在電磁標(biāo)準(zhǔn)也存在一定差異，這也是軍用環(huán)境下微波通信干擾嚴(yán)重的原因；此外，敵方的微波通信干擾手段也是不可輕視的因素。比如在伊拉克戰(zhàn)爭和阿富汗戰(zhàn)爭中，西方國家就多次采用電子攻擊和信息攻擊等手段，給對方造成了嚴(yán)重的微波通信干擾。

三、微波通信的抗干擾策略

3.1改進(jìn)微波通信電子設(shè)備的電路設(shè)計(jì)

在有關(guān)微波通信的電子設(shè)備中，包括相應(yīng)的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)，都需要控制電路回路的面積，并且在保證性能的前提下減小回路面積。因?yàn)樵趥鲗?dǎo)干擾現(xiàn)象下共模干擾和差模干擾的引發(fā)因素中，復(fù)雜的電路回路是重要的原因之一。在供電過程中，復(fù)雜的電路回路會造成感應(yīng)電動勢的形成，進(jìn)而引起設(shè)備之間的相互擾動。為此，必須減少電路回路的面積，進(jìn)而降低感應(yīng)電動勢的危害性，最終控制微波通信干擾。

3.2對電壓器設(shè)備實(shí)行電磁屏蔽處理

變壓器設(shè)備也廣泛存在于微波通信領(lǐng)域中，而且變壓器出現(xiàn)漏感現(xiàn)象也是引起電磁感應(yīng)感應(yīng)的重要原因。究其原因，在于變壓器設(shè)備內(nèi)的漏感問題可以和相關(guān)回路共同形成變壓器的次級和初級，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)度較高的微波通信干擾源，并向周圍設(shè)備發(fā)出信號。因此，必須對微波通信環(huán)境下的變壓器設(shè)備實(shí)行電磁屏蔽處理。同時，還要控制變壓器設(shè)備中電流回路的面積大小，盡量壓縮其有效面積值，減少變壓器設(shè)備對微波通信質(zhì)量的干擾。

圖2 電磁抗干擾示意圖

3.3實(shí)行必要的阻抗匹配

在高頻電子線路中，相鄰近的導(dǎo)線一旦出現(xiàn)線線方向相反和通電電流值相等的現(xiàn)象，就非常可能在相同的外界環(huán)境下，相互抵消了各自產(chǎn)生的磁場。對于微波通信領(lǐng)域來說，尤其是具有重要作用但是存在干擾風(fēng)險的設(shè)備，可以根據(jù)高頻電子線路中的規(guī)律，在信號傳輸中應(yīng)用雙線的方式，該方式有助于電磁干擾的抵消。同時，當(dāng)設(shè)備中外部導(dǎo)線的長度不小于微波四分之一波長情況時，就應(yīng)當(dāng)對線路實(shí)行必要的阻抗匹配，來達(dá)到防止駐波現(xiàn)象出現(xiàn)的效果，并且避免微波通信強(qiáng)干擾問題的形成。

3.4通過強(qiáng)化電磁兼容來防止微波通信干擾

為此，應(yīng)當(dāng)對民用、軍用以及工業(yè)用的電磁頻段進(jìn)行合理規(guī)劃和設(shè)置，具體應(yīng)當(dāng)依據(jù)我國有關(guān)電磁波頻譜運(yùn)用的標(biāo)準(zhǔn)，并在執(zhí)行過程中適當(dāng)參考國際通行標(biāo)準(zhǔn)。同時，還要對微波通信的有關(guān)行業(yè)強(qiáng)化電磁兼容知識的宣傳，指導(dǎo)相關(guān)部門嚴(yán)格遵循國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展業(yè)務(wù)。進(jìn)而達(dá)到強(qiáng)化電磁兼容的效果，實(shí)現(xiàn)有效防止微波通信干擾的目的。

四、結(jié)論

雖然在理論上，干擾現(xiàn)象是不能被徹底清除的，但是通過相關(guān)技術(shù)手段還是可以實(shí)現(xiàn)控制微波通信干擾大小的目的。所以，應(yīng)當(dāng)從改進(jìn)微波通信電子設(shè)備的電路設(shè)計(jì)、對電壓器設(shè)備實(shí)行電磁屏蔽處理、實(shí)行必要的阻抗匹配、以及通過強(qiáng)化電磁兼容來實(shí)現(xiàn)防止微波通信干擾目標(biāo)，進(jìn)而提升我國微波通信的品質(zhì)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]黃斌.電廠微波通信干擾對微波信號的影響電力系統(tǒng)通信[J].電力建設(shè)，2011（12）.

[2]萬順生，郭靜，王文濤.飛行器雷達(dá)天線罩透波性能研究與測試[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報.2012（10）.