短波監測機房傳導性耦合干擾防護研究

陳鈺羽，周凌霄

（國家無線電監測中心云南監測站，云南 昆明 650000）

0 引言

短波監測站是國家監測中心短波監測網的重要組成，良好的機房電磁環境是監測質量的重要保障，隨著監測站短波機房監測設備及用電設備的增加，短波監測機房用電環境愈加復雜，對短波無線電監測系統形成潛在干擾威脅，可能直接對監測系統形成電磁干擾，嚴重的情況下，甚至可能會導致產生錯誤的監測結果。對無線電監測站監測機房進行科學合理的分析和改善，能有效減少無線電監測機房傳導性耦合干擾存在的可能性，以免接收機因受到傳導干擾導致其性能呈現惡化趨勢，保證機房內的設備能夠良好運行。

1 傳導性耦合干擾

無論復雜還是簡單的通信系統，電磁干擾的發生都需要滿足電磁干擾的基本條件：電磁干擾源、干擾傳播途徑和敏感設備[1]，理論上將這三個基本條件稱為電磁干擾三要素，其關系如圖1所示。

圖1 電磁干擾基本要素

電磁干擾的傳播途徑分為兩種：一種是輻射性耦合，另一種是傳導性耦合。本文主要考慮從避免傳導性耦合的角度，提出機房電磁干擾的防護措施。圖2為電磁干擾傳播途徑的分類梳理圖。

圖2 電磁干擾傳播途徑分類

傳導性耦合：電磁干擾通過導線、電阻、電容及電感而耦合至敏感設備。傳導性耦合根據其不同的耦合原理分為電路性耦合、電容性耦合和電感性耦合。下面對三個不同種類的傳導性耦合進行具體分析：

（1）電路性傳導耦合：等效電路的模型如圖3所示，我們可以看出，當I1、I 2同時經過公共的電阻Z12時，電路左側的回路電流I1會在Z12上形成電壓影響右側的電路回路，同理右側的回路電流I 2會在Z12上形成的電壓就會影響到左側電路回路，這就是最簡單的電路性傳導耦合的電路模型。

圖3 電路性耦合電路的一般模型

（2）電容性耦合：由于不同導體之間總是存在著雜散分布的電容（這種電容也稱為分布電容）而引起的耦合效應。在圖4的簡要電路模型中，線路中的分布式電容C的存在可以等效為電阻R，這種電容性耦合的存在使得系統出現干擾電壓，若經過層層疊加放大，則會形成干擾信號。

圖4 電感性耦合

（3）電感性耦合：一個電路形成的磁路交鏈，影響了另一個線路的電動勢。大體等效電路圖如圖5所示。

圖5 電容性耦合等效電路

對于短波機房而言，監測設備同外界接觸的部分只有電源和饋線，因此，機房的傳導干擾防護主要在于電路性耦合防護；對于電容性耦合和電感性耦合，這主要取決于設備自身的電磁兼容性設計，目前的監測設備都有這方面的設計，電容性耦合和電感性耦合發射的幾率不大，從外部也很難對此進行防護。

2 傳導干擾抑制方法

（1）對于傳導性輻射干擾，一般采取的抑制方式是在電路或系統上加裝濾波器，濾波器的加裝是抑制傳導性輻射的重要手段。電源濾波器是一種對供電電路進行頻段隔離的設備，可以使需要的頻率通過，而衰減其他不需要的頻率成分。從短波機房的傳導性輻射防護的角度出發，所選用的電源濾波器需重點過濾短波頻段的頻率成分。

（2）確保短波監測設備的接地良好[2]。設備接地是設備安全使用的必然要求，同時可以防止各種設備、電路在設備運行時產生相互干擾，提高設備的電磁兼容性。短波監測設備接地的含義有如下兩個：一個是指監測設備和地相連，另外一個是指設備的零電位參考點。作為監測機房，需要定時檢查設備的接地情況，包括接地是否良好接觸，接地的電阻是否滿足系統設計的要求。

3 防護方案

為了有效降低短波監測機房的傳導干擾，減少機房內設備被傳導性輻射干擾的可能性，提高機房抗傳導性輻射能力。我們在機房強電總線入口處加裝電源濾波器[3]，在設備間電源線連接處增加電源隔離插座。這種做法可有效抑制傳導性干擾通過電源線傳入機房，消除電源電路和交換電路的傳導性輻射干擾。

（1）在監測機房、網絡機房的供電線路前端加裝電源濾波器。具體安裝如圖6所示。

圖6 電源濾波器

電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，其本質上是一個阻抗適配網絡。又可以稱為EMI電源濾波器，一端連接電源，另外一端是負載。理論上負載的阻抗越大，對傳導干性耦合干擾的衰減效果就越好。在挑選適用的電源濾波器時，需要綜合考慮濾波器的性能，選擇適用的電源濾波器，使其能夠更好地適應短波監測機房。

根據機房重點防護要求，我們選用了過濾HF頻段的濾波器，除了選擇正確的濾波器外，安裝濾波器也需注意以下事項：

①濾波器的安裝盡量靠近設備機房，以減少濾波器后端導線的長度，這樣可減少新的干擾信號通過后端導線耦合進入線路系統內。②保證濾波器的接地良好，且和設備的接地電平一致，如果兩者接地電平不一致，則會構成電路回路，引入不必要的干擾信號。③接入接出電源濾波器的電線應使用雙絞線，不能存在其他的電磁耦合路徑。④接入線和接出線之間應保持一定的距離，以免發生不必要的耦合。

圖7 紅黑插座

（2）在設備電源接口處增加簡易濾波器，通過濾波器和屏蔽技術將線路傳導干擾減小，同時防止電源線交叉感應。具體做法為將監測設備所用插座更換為紅黑電源隔離插座。在選購電源隔離插座時應注意插座所屏蔽的工作頻段。

4 短波監測機房傳導干擾防護建議

（1）定期檢查監測設備底噪，填寫檢查記錄表，做好相應記錄。并開展人員培養培訓，確保工作人員具有相應能力。

（2）定期檢查機房饋線、網線和接線是否完好。由于機房設備時有拆卸、新增情況；機房、饋線管道時有蟲鼠入侵，需每年應開展機房饋線檢查饋線、網線是否完好，接口是否接穩，以減少干擾風險。

（3）定期對機房接地電阻進行測量，確保接地電阻在限值以下；定期檢查設備接地點，確保接地端接觸良好，無氧化層。

（4）增加電源濾波器，在監測機房供電線路前段加裝電源濾波器，有效減少機房內供電網絡的傳導泄漏，降低傳導干擾風險。

（5）增加電源隔離插座，將設備的電源插座改用為防止傳導耦合的電源隔離插座，這樣可以有效的減少設備通過電源插座相互干擾可能性，從單臺設備入手提高單機抗干擾性，從而使整個系統抗擾性提高。

5 結束語

本文主要探討短波監測站內傳導干擾對機房短波監測系統產生的影響，通過理論研究，分析可行的解決方案，以提高監測系統抗傳導干擾能力，提出監測機房電磁干擾防護意見，為監測機房電磁傳導干擾防護提供參考。