電子通信工程中的設(shè)備抗干擾措施探究

徐嘉偉

（淮北師范大學(xué)信息學(xué)院 安徽 淮北 235000）

0 引言

基于信息技術(shù)發(fā)展，電子通信設(shè)備不斷普及，在社會(huì)生產(chǎn)、生活各方面扮演愈加重要的角色，社會(huì)公眾對(duì)電子通信效果的要求日益提升。因此，設(shè)備的可靠性與穩(wěn)定性成為評(píng)價(jià)電子通信設(shè)備運(yùn)行實(shí)效的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[1]。但在實(shí)際運(yùn)行中，通常會(huì)受到設(shè)備雜波干擾、電磁干擾等，增加了電子通信設(shè)備的運(yùn)行不穩(wěn)定性，對(duì)社會(huì)公眾的電子信息傳輸產(chǎn)生不利影響。因此，有必要對(duì)電子通信工程中的設(shè)備抗干擾措施進(jìn)行探究。本文以實(shí)踐應(yīng)用為視角，分析電子通信工程設(shè)備干擾因素，并提出電子通信工程中設(shè)備抗干擾措施，以期為電子通信工程設(shè)備抗干擾能力提升提供借鑒與參考。

1 電子通信工程設(shè)備干擾因素

1.1 設(shè)備雜波干擾

現(xiàn)階段，電子通信設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)環(huán)境愈加復(fù)雜，若在電子通信設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中，技術(shù)人員未對(duì)其內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行有針對(duì)性管理，則電子通信設(shè)備極易受到雜波干擾[2]。同時(shí)，基于信息技術(shù)發(fā)展，社會(huì)公眾對(duì)電子通信要求不斷提升，不同功能的設(shè)備逐漸增多，導(dǎo)致設(shè)備累計(jì)影響增大，進(jìn)而出現(xiàn)雜波、諧波、載波噪聲等問(wèn)題，不僅影響了電子通信設(shè)備的運(yùn)行精度，更對(duì)通信質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。

1.2 電磁干擾

電磁干擾是導(dǎo)致電子通信設(shè)備通信效果及穩(wěn)定性不佳的重要原因。電磁干擾主要來(lái)源于調(diào)頻廣播、設(shè)備微波、電子噪音、無(wú)線電等[3]。若電子通信設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中受到電磁波干擾，則極易影響設(shè)備安全運(yùn)行和正常的通信傳輸，甚至?xí)?duì)人身安全產(chǎn)生威脅。

1.3 鄰信道干擾

電子通信設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中最為突出的干擾因素是鄰信道干擾。鄰信道干擾指相鄰或鄰近的信道間的干擾。在許多電子通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)靠近基站時(shí)，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的調(diào)制邊帶擴(kuò)展和邊帶噪聲輻射，會(huì)對(duì)正在接收微弱信號(hào)的鄰道基站接收機(jī)產(chǎn)生干擾[4]。在電子通信實(shí)踐中，通信頻率與通信頻帶出現(xiàn)重疊，增加信道間的干擾，并出現(xiàn)噪音?；谛畔⒓夹g(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)電子通信覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，電子通信設(shè)備類型愈加多樣化，信道間的干擾問(wèn)題愈加突出。

1.4 人為因素干擾

電子通信是備受歡迎的新興技術(shù)，尤其在無(wú)線局域網(wǎng)中的應(yīng)用最為普遍。整體上看，電子通信設(shè)備受到的人為因素干擾主要涵蓋工業(yè)設(shè)備、無(wú)線發(fā)射設(shè)備，對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生重要影響[5]。需要特別指出的是，人為因素在軍事戰(zhàn)爭(zhēng)方面可以成為重要的“軍事武器”，具體是通過(guò)一定目的性的人為干擾手段，對(duì)對(duì)方的通信進(jìn)行影響，從而獲得更多的戰(zhàn)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)。

1.5 配置干擾

配置干擾是電子通信設(shè)備的典型干擾源，與其他干擾因素相比，配置干擾發(fā)生頻率更高。若在電子通信設(shè)備運(yùn)行中遇到配置干擾問(wèn)題，則會(huì)降低電子通信效率，并對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至?xí)霈F(xiàn)配置錯(cuò)誤[6]。同時(shí)，在配置干擾環(huán)境下，信號(hào)傳輸效率降低，信號(hào)無(wú)法被檢測(cè)出，進(jìn)而對(duì)信息使用者、生產(chǎn)運(yùn)行等產(chǎn)生不利影響。

2 電子通信工程設(shè)備抗干擾措施

2.1 減少環(huán)路的干擾

為有效提升電子通信工程設(shè)備抗干擾能力，技術(shù)人員應(yīng)科學(xué)、合理設(shè)計(jì)和選擇接地方式。通常情況下，技術(shù)人員可以選擇多點(diǎn)接地，并結(jié)合工程建設(shè)需求和電子通信設(shè)備使用需求，對(duì)環(huán)路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以合理控制底線阻抗[7]。在具體實(shí)踐中，技術(shù)人員應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)接地環(huán)路地點(diǎn)進(jìn)行合理選擇，科學(xué)連接放大器與信號(hào)源。（2）對(duì)平衡電路進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，避免因接地回路對(duì)電路產(chǎn)生干擾。（3）嚴(yán)格按照通信工程運(yùn)行相關(guān)要求和規(guī)范，對(duì)接地點(diǎn)數(shù)進(jìn)行控制，對(duì)接地點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)化布置，并控制好地面與信號(hào)源間的距離[8]。（4）若電子通信工程設(shè)備需要共模扼流圈，則進(jìn)行環(huán)路電流抑制或切斷操作。

2.2 降低接地線阻抗

降低接地線阻抗是減少電子通信干擾的有效方式。在具體實(shí)踐中，應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：（1）根據(jù)接地線規(guī)格、種類等，做好絕緣處理。在接地線接地前，應(yīng)對(duì)接地線進(jìn)行嚴(yán)格管理，避免堆放混亂引起錯(cuò)誤。（2）采用分開接線的方式進(jìn)行接地線施工，為避免信號(hào)互相干擾，技術(shù)人員可以將數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)分開接地，再通過(guò)并聯(lián)方式，對(duì)電路進(jìn)行整合[9]。（3）對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)，保證通信設(shè)備運(yùn)行中具有穩(wěn)定性。

同時(shí)，在具體施工實(shí)踐中，設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)地線阻抗進(jìn)行具體參數(shù)分析和設(shè)計(jì)。地線阻抗公式表示為：

RAC= 0.076γ??RDC（1）

式中，γ表示導(dǎo)線半徑，單位為cm；?表示流過(guò)導(dǎo)線的電流頻率，單位為Hz；RDC表示導(dǎo)線的直流電阻，單位為Ω。

由于不同長(zhǎng)度、直徑的導(dǎo)線阻抗值不同，具體見表1，所有設(shè)計(jì)者在選擇地線時(shí)，應(yīng)根據(jù)通信工程具體要求，選擇導(dǎo)線半徑大的地線，以降低地線阻抗。

表1 不同長(zhǎng)度、直徑的導(dǎo)線阻抗值 單位：Ω

除選擇地線橫截面面積外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)注重判斷電感。電感的計(jì)算公式為：

式中，d表示地線導(dǎo)線直徑；s表示地線導(dǎo)線長(zhǎng)度；L表示電感量；μ0表示真空磁導(dǎo)率。

基于上述分析可知，在高頻狀態(tài)下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡量選擇較短的地線，并通過(guò)應(yīng)用銅片，擴(kuò)大接地橫截面面積，以降低地線阻抗，提升通信工程設(shè)備的抗干擾能力[10]。

2.3 增強(qiáng)雷電防治

雷電天氣條件下，空氣絕緣強(qiáng)度達(dá)到25～30 kV/cm時(shí)，開始放電。雷電先導(dǎo)以階梯跳躍式向地面發(fā)展[11]。若不增強(qiáng)通信工程設(shè)備的雷電防治，則使電子通信工程設(shè)備受到干擾，甚至是電路損壞，進(jìn)而出現(xiàn)噴火等情況，給電子通信設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不利影響。在具體實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）對(duì)電子通信設(shè)備進(jìn)行外部、內(nèi)部的雷電防護(hù)。外部雷電防護(hù)包括地線裝置、避雷針等；內(nèi)部雷電防護(hù)包括屏蔽、過(guò)壓保護(hù)器等[11]。以避雷針為例，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)電子通信工程需求和設(shè)備運(yùn)行需求，應(yīng)確定避雷針的保護(hù)范圍，傳統(tǒng)法的計(jì)算方法如下：

式中，h表示避雷針高度；P表示高度影響系數(shù)，當(dāng)避雷針高度不超過(guò)30 m時(shí)，高度影響系數(shù)為1；當(dāng)避雷針高度超過(guò)30 m，但小于120 m時(shí)，高度影響系數(shù)為5.5/。

（2）設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)避雷裝置的安全性進(jìn)行判斷，確保避雷裝置及通信設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）電子通信工作人員應(yīng)不斷提升自身的技術(shù)能力水平，對(duì)電子通信設(shè)備能夠承受的電流、電壓等進(jìn)行深度研究和分析，以提升避雷設(shè)計(jì)的科學(xué)性和有效性。

2.4 增強(qiáng)跳頻擴(kuò)頻通信

跳頻擴(kuò)頻通信（Frequency Hop Spread Spectrum，F(xiàn)HSS）是根據(jù)通信方的發(fā)射頻率，以一定規(guī)律不斷跳變，以此避免干擾因素對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生干擾[12]。在增強(qiáng)跳頻擴(kuò)頻通信設(shè)計(jì)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)注重對(duì)跳頻圖案的設(shè)計(jì)，保證跳頻圖案根據(jù)偽隨機(jī)PN碼序列生成。同時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)跳頻通信中同步的精準(zhǔn)度進(jìn)行設(shè)定，避免出現(xiàn)同步精準(zhǔn)度不高、無(wú)法全面獲得通信信息的情況。跳頻擴(kuò)頻的頻率跳變見圖1。

跳頻處理增益公式表示為：

式中，W表示跳頻擴(kuò)頻覆蓋的總帶寬；R為跳頻瞬時(shí)帶寬；GFG表示跳頻處理增益。

2.5 對(duì)多種噪聲干擾進(jìn)行處理

為進(jìn)一步提升電子通信工程設(shè)備抗干擾能力，相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)多種噪聲干擾進(jìn)行分析處理。

例如，在部分頻段噪聲干擾處理中，工作人員應(yīng)對(duì)干擾帶寬因子及其干擾機(jī)頻譜密度進(jìn)行計(jì)算分析，公式表示為（5）（6）：

式中，WSS表示信號(hào)帶寬；WJ表示干擾帶寬；γ表示干擾帶寬因子。

式中，JO表示干擾功率擴(kuò)展到整個(gè)擴(kuò)展帶寬上的干擾譜密度；JP表示干擾機(jī)頻譜密度。

需要注意的是，上述計(jì)算方式為BPSK數(shù)字調(diào)制計(jì)算法。這種方法是絕對(duì)調(diào)相，解調(diào)器的本地載波需要與發(fā)端載波同步。在發(fā)送端，數(shù)字調(diào)制器輸出的載波信號(hào)相位將隨輸入不同的數(shù)字信號(hào)發(fā)生改變。對(duì)于一個(gè)數(shù)字信號(hào)，相位將取一個(gè)特定值與其對(duì)應(yīng)。通過(guò)上述計(jì)算，工作人員可以有效獲取干擾帶寬覆蓋頻譜部分的情況，以提升抗干擾處理的精準(zhǔn)性和有效性。

除上述內(nèi)容外，在實(shí)際施工設(shè)計(jì)中，應(yīng)基于多種噪聲分析及干擾帶寬覆蓋頻譜部分情況分析，對(duì)接地線的接地位置進(jìn)行科學(xué)選擇，以此保證接地工作各項(xiàng)環(huán)節(jié)得到有效把控，從而保障電子通信設(shè)備良好運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

電子通信工程設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性是信息傳輸質(zhì)量的決定性因素。但在具體運(yùn)行過(guò)程中，電子通信設(shè)備極易受到設(shè)備雜波干擾、電磁干擾、配置干擾等因素干擾，對(duì)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定和信息傳輸產(chǎn)生不利影響。為保證電子通信工程設(shè)備高質(zhì)量運(yùn)行，對(duì)電子通信設(shè)備的抗干擾措施進(jìn)行研究，指出設(shè)計(jì)人員應(yīng)從減少環(huán)路的干擾、降低接地線阻抗等方面入手，對(duì)電子通信設(shè)備進(jìn)行抗干擾處理，以提升電子通信設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。