短波監(jiān)測機(jī)房傳導(dǎo)性耦合干擾防護(hù)研究

陳鈺羽，周凌霄

（國家無線電監(jiān)測中心云南監(jiān)測站，云南 昆明 650000）

0 引言

短波監(jiān)測站是國家監(jiān)測中心短波監(jiān)測網(wǎng)的重要組成，良好的機(jī)房電磁環(huán)境是監(jiān)測質(zhì)量的重要保障，隨著監(jiān)測站短波機(jī)房監(jiān)測設(shè)備及用電設(shè)備的增加，短波監(jiān)測機(jī)房用電環(huán)境愈加復(fù)雜，對短波無線電監(jiān)測系統(tǒng)形成潛在干擾威脅，可能直接對監(jiān)測系統(tǒng)形成電磁干擾，嚴(yán)重的情況下，甚至可能會導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)誤的監(jiān)測結(jié)果。對無線電監(jiān)測站監(jiān)測機(jī)房進(jìn)行科學(xué)合理的分析和改善，能有效減少無線電監(jiān)測機(jī)房傳導(dǎo)性耦合干擾存在的可能性，以免接收機(jī)因受到傳導(dǎo)干擾導(dǎo)致其性能呈現(xiàn)惡化趨勢，保證機(jī)房內(nèi)的設(shè)備能夠良好運(yùn)行。

1 傳導(dǎo)性耦合干擾

無論復(fù)雜還是簡單的通信系統(tǒng)，電磁干擾的發(fā)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(shè)備[1]，理論上將這三個(gè)基本條件稱為電磁干擾三要素，其關(guān)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(dǎo)性耦合。本文主要考慮從避免傳導(dǎo)性耦合的角度，提出機(jī)房電磁干擾的防護(hù)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(dǎo)性耦合：電磁干擾通過導(dǎo)線、電阻、電容及電感而耦合至敏感設(shè)備。傳導(dǎo)性耦合根據(jù)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(gè)不同種類的傳導(dǎo)性耦合進(jìn)行具體分析：

（1）電路性傳導(dǎo)耦合：等效電路的模型如圖3所示，我們可以看出，當(dāng)I1、I 2同時(shí)經(jīng)過公共的電阻Z12時(shí)，電路左側(cè)的回路電流I1會在Z12上形成電壓影響右側(cè)的電路回路，同理右側(cè)的回路電流I 2會在Z12上形成的電壓就會影響到左側(cè)電路回路，這就是最簡單的電路性傳導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)。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(tǒng)出現(xiàn)干擾電壓，若經(jīng)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(gè)電路形成的磁路交鏈，影響了另一個(gè)線路的電動(dòng)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(jī)房而言，監(jiān)測設(shè)備同外界接觸的部分只有電源和饋線，因此，機(jī)房的傳導(dǎo)干擾防護(hù)主要在于電路性耦合防護(hù)；對于電容性耦合和電感性耦合，這主要取決于設(shè)備自身的電磁兼容性設(shè)計(jì)，目前的監(jiān)測設(shè)備都有這方面的設(shè)計(jì)，電容性耦合和電感性耦合發(fā)射的幾率不大，從外部也很難對此進(jìn)行防護(hù)。

2 傳導(dǎo)干擾抑制方法

（1）對于傳導(dǎo)性輻射干擾，一般采取的抑制方式是在電路或系統(tǒng)上加裝濾波器，濾波器的加裝是抑制傳導(dǎo)性輻射的重要手段。電源濾波器是一種對供電電路進(jìn)行頻段隔離的設(shè)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(jī)房的傳導(dǎo)性輻射防護(hù)的角度出發(fā)，所選用的電源濾波器需重點(diǎn)過濾短波頻段的頻率成分。

（2）確保短波監(jiān)測設(shè)備的接地良好[2]。設(shè)備接地是設(shè)備安全使用的必然要求，同時(shí)可以防止各種設(shè)備、電路在設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生相互干擾，提高設(shè)備的電磁兼容性。短波監(jiān)測設(shè)備接地的含義有如下兩個(gè)：一個(gè)是指監(jiān)測設(shè)備和地相連，另外一個(gè)是指設(shè)備的零電位參考點(diǎn)。作為監(jiān)測機(jī)房，需要定時(shí)檢查設(shè)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(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。

3 防護(hù)方案

為了有效降低短波監(jiān)測機(jī)房的傳導(dǎo)干擾，減少機(jī)房內(nèi)設(shè)備被傳導(dǎo)性輻射干擾的可能性，提高機(jī)房抗傳導(dǎo)性輻射能力。我們在機(jī)房強(qiáng)電總線入口處加裝電源濾波器[3]，在設(shè)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(dǎo)性干擾通過電源線傳入機(jī)房，消除電源電路和交換電路的傳導(dǎo)性輻射干擾。

（1）在監(jiān)測機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)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(zhì)上是一個(gè)阻抗適配網(wǎng)絡(luò)。又可以稱為EMI電源濾波器，一端連接電源，另外一端是負(fù)載。理論上負(fù)載的阻抗越大，對傳導(dǎo)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(shí)，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(yīng)短波監(jiān)測機(jī)房。

根據(jù)機(jī)房重點(diǎn)防護(hù)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(xiàng)：

①濾波器的安裝盡量靠近設(shè)備機(jī)房，以減少濾波器后端導(dǎo)線的長度，這樣可減少新的干擾信號通過后端導(dǎo)線耦合進(jìn)入線路系統(tǒng)內(nèi)。②保證濾波器的接地良好，且和設(shè)備的接地電平一致，如果兩者接地電平不一致，則會構(gòu)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(yīng)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(yīng)保持一定的距離，以免發(fā)生不必要的耦合。

圖7 紅黑插座

（2）在設(shè)備電源接口處增加簡易濾波器，通過濾波器和屏蔽技術(shù)將線路傳導(dǎo)干擾減小，同時(shí)防止電源線交叉感應(yīng)。具體做法為將監(jiān)測設(shè)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(shí)應(yīng)注意插座所屏蔽的工作頻段。

4 短波監(jiān)測機(jī)房傳導(dǎo)干擾防護(hù)建議

（1）定期檢查監(jiān)測設(shè)備底噪，填寫檢查記錄表，做好相應(yīng)記錄。并開展人員培養(yǎng)培訓(xùn)，確保工作人員具有相應(yīng)能力。

（2）定期檢查機(jī)房饋線、網(wǎng)線和接線是否完好。由于機(jī)房設(shè)備時(shí)有拆卸、新增情況；機(jī)房、饋線管道時(shí)有蟲鼠入侵，需每年應(yīng)開展機(jī)房饋線檢查饋線、網(wǎng)線是否完好，接口是否接穩(wěn)，以減少干擾風(fēng)險(xiǎn)。

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

（4）增加電源濾波器，在監(jiān)測機(jī)房供電線路前段加裝電源濾波器，有效減少機(jī)房內(nèi)供電網(wǎng)絡(luò)的傳導(dǎo)泄漏，降低傳導(dǎo)干擾風(fēng)險(xiǎn)。

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

5 結(jié)束語

本文主要探討短波監(jiān)測站內(nèi)傳導(dǎo)干擾對機(jī)房短波監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，通過理論研究，分析可行的解決方案，以提高監(jiān)測系統(tǒng)抗傳導(dǎo)干擾能力，提出監(jiān)測機(jī)房電磁干擾防護(hù)意見，為監(jiān)測機(jī)房電磁傳導(dǎo)干擾防護(hù)提供參考。