中国消防在线

  无线通信网络,由于技术日趋成熟,信号清晰、稳定,架设使用方便,在各个专用行业中被广泛采用。但是由于种种原因,在实际应用中往往受到许多信号的干扰,如果处理不好,轻则使接收机信噪比恶化,通信质量下降,重则使通信无法正常进行。因此对通信过程中产生干扰信号的成因进行分析,最大限度地抑制干扰信号,优化通信网是十分必要的。下面笔者就对与无线网络系统有关的无线电干扰的原因进行分析,并提出一些解决的方法。

  外部噪声干扰一是来源于天电、宇宙和太阳的自然噪声,其特点是强度大、时间短,往往很难克服,但干扰只是瞬间的。由于我们公安边防系统超短波无线MHz频率,所以受到的干扰不大,可忽略不考虑。二是来源于工业电器、高压输电线、电汽车辆等人为噪声,其特点是频谱宽、噪声强度随频率的升高而下降,噪声源的数量随地点和时间而随机变化。这些干扰主要与电台的工作频率和台站的位置选择有关,通常只要适当选取工作频点,合理选择台站的位置,就可以把干扰控制在允许的范围内。对于汽车点火系统的干扰可采用屏蔽或滤波措施,也可选用带有噪声限制器和噪声熄灭器的接收机来抑制或消除干扰。

  通信设备本身产生的干扰主要是指收、发信机及天线等内部产生的噪声干扰。包括发信和边带噪声,发信和杂散辐射,接收机杂散响应,邻道辐射干扰等干扰因素。在超短波通信电台的收、发信机中,主振晶体振荡器、调制器、倍频器、放大器等部件在工作时都会产生热噪声,这些噪声一旦被调制就会形成干扰信号发射出去。当电源滤波不好时,外界的杂散电磁波及噪声也会串扰进电源电路,经各次交流脉动谐波进入发射电路形成发射噪声。发射机的寄生辐射和邻道辐射以及接收机的寄生响应(组合波干扰)等设备自身机制因素都会对通信的效果带来影响。通信设备本身的影响可以通过选择性能优良的设备来减小干扰,在选择购买设备时,要选择性能优良的设备。性能指标要尽量满足接收机的寄生响(小于-8dB),互调衰减应大于70dB,阻塞干扰应大于或等于95dB,发射机的邻道和寄生辐射应小于70db等几项技术指标。

  在无线电通信网中,由于众多电台之间的相互作用,相互影响,可产生互调干扰、阻塞干扰、邻道干扰和同频干扰,其中互调干扰、阻塞干扰和同频干扰对通信网影响较严重,应格外注意。

  互调干扰的基本原因是由于部件的非线性引起的。一是多个频率信号加至非线性器件上产生大量组合频率。二是无线系统内部,系统之间频率和功率关系不协调。如发射机末级和接收前级电路的非线性因素造成发信机互调和接收机互调。此外,发射机天馈线的接触不良及无线接插件的失配也会引起互调干扰。

  当两个或两个以上的频率同时进入接收机时,由于部件的非线性作用,只要满足一定的关系就会产生互调干扰。在互凋干扰中,高次谐波由于其分量小,能量也小,并且受输入回路衰减严重,对通信质量影响不大,影响最严重的是三阶互调干扰。

  在通信过程中,互调干扰常发生在多发射机同时工作,而天线设备又隔离不好的设备中,此时在发射机的输出端会寄生出互调干扰量形成发射。此外,当一台发射机的输出级(通常工作在C类放大)与另一台或多台发射机的输出级耦合时,通过C类放大非线性作用产生的互调组合频率,经过天线辐射出去会干扰别的接收机(该接收机工作在互调频率上)。因此在组网设计时可采用减小无线耦合,加大发射天线间距离的方法来限制发射机互调干扰。通常的经验是天线垂直放置的相互距离应大于3倍波长,天线水平放置的相互距离应大于40倍波长。还可以从减小互调干扰的振幅和相位条件入手,采用动态范围大,非线性失真小的设备,选用前端加滤波器的高选择性接收机和具有APC功能的发射机。另外,优化频点,根据已知频点计算并剔除互调频点,适当降低发射机功率和天线高度,都能取得好的效果。

  阻塞干扰的成因主要是由于发射系统的带外辐射过高或接收机处在大功率发射台附近,而接收机的选择性又不好所致。当接收机接收频段附近有强信号干扰时,干扰信号就会由于接收机选择回路选择性不佳而进入接收机,经高、中放电路,致使直流工作点变化,产生饱和现象,导致射频增益下降,接收机灵敏度降低,最终形成干扰。阻塞干扰往往发生在两部通信机近距离工作的通信网中,此时由于天线的交连耦合,阻塞了信号的传播。因此在近距离通信中,要合理选择天线dB的去耦衰减量。要适当选取天线的高度和控制电台的发射功率,以防止阻塞干扰的产生。在工程设计中选择通信体制和工作制式时,最好不采用常发信体制及双工制的通信方式。因为发射机的常发状态对于其它工作机而言,实际上就是一种干扰源。因此,双工机中阻塞干扰较常见,尤其是带有中继功能的双工体制中发生阻塞干扰更多。为此应尽量避免发射机的常发状态。电台配备较多的地区,应尽量少设双工通信网,在满足通信要求的条件下尽量降低发射功率及天线挂高,以减小或限制阻塞干扰。

  邻道干扰是指临近有用信号的干扰。它的出现,一方面是由于接收机回路(主要是中频回路)曲线并非为理想矩形,在边缘频率上引入干扰。另一方面是过强的输入信号使高、中频级处于限幅状态所产生的非线性失真,由于交互调作用使干扰信号得以串入。其特点是邻道干扰的频率与接收信号频率相近,输入及高中回路对其削减作用很小。

  当一个无线电通信网使用很多频率进行工作时,接收机可能会收到远、近距离不同台站传来的信号,不同的传播途径,信号强弱也会不同,这样在接收机中就会产生强弱不同的信号,强信号被解调出来,而弱信号只能以噪声的形式出现,强信号抑制了弱信号的解调,而远距离的弱信号通常又是有用信号。这显然不是我们所期望的。为防止和削弱邻道干扰的影响,应选择中频选择性好,技术性能优良的接收机。合理配备频点,增加有用信号功率,对于电台功率只要满足通信距离就不要过分加大功率,一味追求大功率指标的做法也是不可取的。有条件的可设置功率自动控制系统。

  同频干扰的产生主要是由于无线电频率管理不善和设备的使用不当或设备的性能不稳定引起的。当多部电台并用一个频率工作,频率相同的信号同时进入接收机时,如果电台间的载频频差以及调制相位不一致,就会造成同频干扰。

  在同一区域内,往往存在着隶属于不同系统的许多通信网,每个网络自成体系。这些网络之间的相互影响就形成了网间干扰。这些干扰在我们的实际工作中经常会碰到。其中有互调干扰和邻道干扰以及同频干扰和设备本身产生的各种杂波辐射干扰等几种形式,网间干扰最严重的要数互调干扰。为此在组网设计时,除认真勘测外,还应合理选择网内信道频率,协调和掌握周围外系统的频点状况,必要时与外系统频点一起进行检验,看其是否构成三阶互调干扰。一般的经验是当相邻网所占频带距离大于三倍带宽时,不会造成互调干扰。但对于多网重叠地区的组网设计,还应周密考虑综合分析,仔细核实是否有互调干扰。网间同频干扰主要是多信道频率复用系统的复用频率分配不合理引起的,邻近干扰主要是由于频道分配不当及通信网的远近效应引起的。对于多网共存、建台较多的地区,同频干扰可通过时间、区域分割,同频隔离,有效通信距离内使用不同频点的方法加以限制。当干扰信号不太强时,对不同网络间采用不同极化方式的天线,也能在一定程度上抑制网间干扰。

您可能还会对下面的文章感兴趣: