董保明

　　摘要：本文重点介绍了无线通信工程中常见干扰的分类及产生原因，并提出了针对性的解决方案。

　　一、概述
　　随着无线电通信事业的迅猛发展，各种无线电台站迅速增多，电磁环境越来越复杂，在通信工程的安装、实验、运行过程中，我们也就不可避免地遇到各种干扰。假定单个系统正常运行需要的空中电磁环境是符合要求的，我们来讨论一下系统内部或系统之间的电磁干扰问题。
　　二、无线通信工程中电磁干扰的特点
　　和分析与排除设备制造过程中电磁干扰问题相比，分析和排除通信工程中的电磁干扰问题有以下特点：
　　1、设备研制过程中碰到的电磁干扰问题需考虑各种因素，如每个元器件的电磁兼容问题等到，相当复杂。而通信工程建设中所用的设备，都是经过反复试验和定型了的，一般情况下单个元器件的电磁兼容性都是合格的，工程技术人员需要做一事只是如何正确地把他们组成系统。碰到的问题大多是正确选择电缆型号和确定正确的接地方式。由于现场可供选择的技术方案不多，分析和解决问题时往往只能进行定性分析，所以分析和解决工程建设中的电磁干扰问题要比分析和解决设备研制过程中的电磁干扰问题容易一些。
　　2、分析和解决工程建设中的电磁干扰问题也有其困难的一面。由于通信系统涉及的面很广，如一个通信工程要解决防雷、防工频强电干扰、防止各种辐射干扰等，这就要求工程技术人员具有比较广的知识面，有比较强的系统概念和综合分析问题的能力。
　　三、干扰的起因
　　在讨论通信系统的干扰问题时，假定系统内所有的设备单独测试时都是合格的，也即假定：
　　所有在金属屏蔽盒内的电子元器件都不会受到外界电磁场的干扰，也不会干扰别的元器件。
　　电缆金属护套能提供足够的屏蔽作用，使得内部的芯线不会受到外界电磁场的干扰等。但是在组成系统或运行一段时间以后，出现了电磁干扰。
　　由于工程设计和实施方面引起干扰的原因很多，大体是可以分为以下几种：
　　1、没有按照规范做而引起的干扰：
　　（1）系统天线安装水平隔离和垂直隔离距离不够，从而产生互调、强信号阻塞等现象。
　　（2）通信工程在施工时，同轴电缆的外导体的金属护套和连接没有达到标准要求，高低电平电缆之间的隔距不够等。
　　（3）没有采取有效的接地、屏蔽和支耦措施。
　　（4）设置配备不当。例如把强功率或电平输出设备和低电平高灵敏的接收设备配置在一起而产生严重的干扰。
　　（5）频率配置不当。例如在通信设备附近开设与其传输频率相同的其它电子设备而引起干扰，有时传输频率并不相同，但是经过频率变换后，会形成干扰。
　　（6）电平调整不当。如通信设备载波系统之间的电平差有明确的规定，如果相差太大，会形成严重干扰。
　　（7）所用的线缆特性不合要求引起干扰。无论是主干扰回路还是被干扰回路里所用线缆的屏蔽特性不符合要求，即使其他电磁环境不变，也会形成电磁干扰：如果被干扰回路所用的线缆的阻抗与其电路不匹配，致使该电路的信号电平下降，信噪比下降，会使杂音的干扰作用明显增加：如果被干扰回路所用电缆的衷减过大，也会使该路的信号电平下降，杂音的干扰作用明显增加。
　　2、维护不当引起的干扰
　　维护不当引起的干扰情况比较复杂，主要有以下一些：
　　（1）由于元器件的老化等原因引起的各种功能下降。比如：屏蔽层的连接处由于氧化等原因而接触不良致使屏蔽不连接，导电性能下降，而引入干扰：电源设备的滤波电容失效，电源系统杂音加大，没有及时发现，直到用户中告以后才去查找和解决等等。比如：前一段时间，我们接到市公安局的干扰投诉，称该局内部使用的程控交换机受干扰，致使电话杂音大，没法通话。我们通过监测，没有发现干扰源，转而从交换机上找原因，最后查明是电源滤波电容失效造成的。
　　（2）接地搭线不好。接地是屏蔽和防止电磁干扰的一项措施，各种电子设备与"零信号参考电平点（信号地）"之间的地线搭线一定要搞好。否则即使与"零信号参考电平点"相接了，也会由于公共阻抗耦合或形成的地环路而引入电磁干扰。
　　3、设备电磁兼容性不符合要求而引入干扰。
　　如果所用的通信设备和器件是首次在工程中或维护中使用，或虽然在别的系统中使用过没发生问题，但在新的系统中使用时，可能由于系统的特殊性，都可能发生意想不到的电磁兼容问题。
　　4、无线通信系统之间的干扰
　　系统之间的干扰大致可分为以下几种：
　　①同频干扰：亦称同信道干扰或载波干扰，系指所有落在收信机通带内的与有用信号频率相同或相近的不需要信号。因它们与有用信号以相同的方式进入收信仙中频通带，故无法避免或滤除。其干扰范围为fs+B1/2(fs为有用信号频率，B1为中频通带宽度)。这种干扰将使接收信噪比下降，收信机可用灵敏度降低或造成阻塞，也可能经检波后在低频输出国端以拍频或啸收声形式出现，造成数据与信令传输的错误，从而使通信质量下降。
　　引起同频干扰的干扰源可能来自系统内部，如单工单频制中有两部以上发信机同时工作，或蜂窝网中，频率复用时防护距离不够等。也可来自系统外部，一是由载频差引起的同频干扰，二是由调制不同而引起的同频干扰，三是由调制信号相位差而造成的同频干扰。四是用户私自乱用频率而引起的同频干扰，发武邑县广播局未经审批，擅自设立MNDS微波发射设备，从而对武邑县电力局扩频调度网造成了同频干扰，使电力调度陷入瘫痪。五是各级无线电管理机构协调不够，如各地市相邻间的县市区使用相同的频率而形成干扰。
　　减少同频干扰的措施：一是严格保持各发射载频相等，因为两载频严格相等时，拍频为零，也既采取传送同步或独立同步方式，使各基站的发射频率同步。二是保持系统中各同频固定台调制信号的相位一致。在各台中，加装音频相移延迟网络，使所有的固定台与最远的固定台均有相等的时延，以尽量提高同量干扰下的信纳比。三是保持系统中各发信机调制频偏的一致和稳定，提高同等条件下的信纳比。四是合理地选择基地台的位置，先用定向天线，调整覆盖区的形状和方向。合理选用发射功率，结合地形地物的屏蔽作用削弱有害方向的辐射等方法以最大地提高同频干扰防护比。比如蜂窝系统就是很好的例证。五是各级无线电管理机构要加强协调，加大监测力度和执法力度，防止和杜绝私设台现象的发生。
　　②邻道干扰：就是因发射机边带扩展而产生邻道功率辐射以及发信机噪声和收信机的选择不佳而造成的相邻频道的干扰。
我们最常见的就是由于发射带宽超宽，落到左、右邻道的功率超过了规定值，而对左、右邻道产生的干扰。比如，联通公司投诉，称在一个小区的一个信道上，总是有干扰信号出现，经频谱监测发现相邻频道的带宽过宽，达到250KHZ（正常为200KHZ），调整频带宽度，干扰消失。
　　③杂波辐射：它是指发信机在所需信号带外的某个或某些个频点上产生的辐射，它包括谐波辐射，寄生辐射和互调产物。
杂波辐射产生的原因是发信机中广泛应用的各类非线性放大器和混频器，隔离及滤波不良也是其泄漏辐射的重在原因。
　　减少发信机的杂波辐射，可采取如下措施：减少倍步次数；除末级功放外，前级放大器尽可能采用线性放大器，以减少谐波和互调产物；各级间要进行严密的屏蔽和隔离，良好接地和设计，以减少产生寄生辐射的危险；各种倍频器输出应有良好的滤波；在发信机至天线间加装输出滤波器，以抑制各种无用分量。
　　杂波辐射是设备检测的一项重要指标，杂波辐射不合要求，将会对电磁环境造成严重污染。比如衡水移动分公书刊号在衡水电厂擅自设立直放站，由于直放站的指标不符合要求，不但把石家庄的联通分公司的信号引入衡水，使在电厂周围的联通用户出现漫游话费，而且由于杂波辐射过大，使此频段的背景噪声提高了5dB，严重污染了电磁环境。
　　④互调干扰：两个或多个信号在非线性传输电路中互调，产生同有用信号频率相接近的组合频率，从而对通讯系统构成一种干扰，称为互调干扰。互调干扰主要有两种形式，一是　　　　发信机互调，二是接收机互调。
　　发射机互调：是指基站因天线之间、天线共用设备之间的隔离度不够或前级串扰等原因，使一部发信机发射的信号侵入另一部发信机，并在该发信机的输出级与输出信号发生互调，产生新的组合频率信号随同有用信号一起发射出去，从而构成对接收机的干扰。
常见的发射互调分两种：
　　fo=2f1-f2三阶一型发射互调
　　o=f1+f2-f3 三阶二型发射互调
　　解决措施：一是加大发射天线之间的空间隔离，在超短波波段，垂直隔离9米、水平隔离270米，就可以认为无发射互调。二是加单向器隔离，不让其它天线的发射进入本发射系统。三是采用高Q谐振腔滤波器，让有用信号通过，对其余频率进行足够的衰减。
　　接收机互调：当两个或多个强干扰信号进入接收机前端时，由于其（主要是混频级）非线性作用，干扰信号彼此混频，结果产生可落入接收机通带内的互调产物。
　　常见的接收互调分两种：Fo=2f1-f2   叫三阶一型接收互调
　　Fo=f1+f2-f3      叫三阶二型接收互调
　　减少接收机互调干扰的措施：一是增加接收机输入级的线性度，尽量提高接收机的互调抗干扰指标。这是减少此干扰的最根本的措施。二是在接收机前端插入滤波器，以提高接收机前端电路的选择性，抑制强干扰信号，使强干扰信号不能进入高放和混频级。三是在接收机输入端插入衰减器，以降低干扰信号的电平。因为互调物的电平是与输入干扰信号电平有关的，衰减器对N级产物的衰减量是有用信号衰减量的n倍。例如3dB衰减器将使三阶互调产物降低9dB，但对有用信号的衰减仍为3dB。
　　⑤强信号阻塞：当接收机接收低电平的有用信号时，若邻近的强干扰信号也同时进入接收机，会使接收机解调输出的噪声显著增加，导致接收机灵敏度下降，严重时，甚至会使接收机完全阻塞，造成通讯中断。
　　产生灵敏度抑制的主要原因：由于干扰信号产生自动增益控制作用，或者由于接收机的高放级及混频级进入饱合状态，使接收机对有用信号的增益下降或噪声系数恶化，从而导致接收机灵敏度降低。
　　减少或避免接收机的强信号阻塞，在实际工作中遇到的最有效的解决办法，一是科学选择设台位置，选用定向天线，合理选用发射功率；二是在中放前加一带通滤波器，提高中放的选择性，滤掉不需要的频率成分。
　　四、查找电磁干扰的一般步骤
　　a)无线通信系统之间的干扰查处步骤
　　（1）监听：通过监听判断干扰是否存在，出现的时间并录下内容、声音，以利于对干扰来源的判断。
　　（2）用频谱仪观看波形和频谱：通过观看干扰信号的频谱和波形，反映干扰的类别和特性（调频、调幅等）。
　　（3）分析计算：通过用发射互调公式、接收互调公式、镜象干扰公式和接收寄生干扰公式的分析计算，算出多个可能的干扰频率，供同步跟踪查找。
　　（4）同步跟踪：用算出的可能干扰频率，在频谱仪上一个一个观看这些干扰信号是否存在，该信号是否与被干扰的信号（声音）同步出现，如果是同步出现的就是干扰源之一，这样可以找出一个或若干个干扰频率来。
　　（5）测向：通过固定测向，车载测向和手持测向，查找干扰源的具体位置。
还要建议大家在外出查找干扰源时应带上：
　　①不同频段可任意置频的对讲机，这样可用它置上可能的干扰频率代替干扰源做实验，用以判断该频率是否是干扰频率。
　　②带上一个好的军用望远镜，用来及时发现干扰源的天线
　　b)设备内部因元器件本身而产生的电磁干扰查找步骤
　　抓住干扰现象不放，摸准其出没规律
　　对因设备元器件老化、氧化、接触不良等出现的干扰，要抓住不放，直到搞清楚其干扰源和藕合途径，摸准其出没规律。
　　查找干扰源
　　在抓住了干扰现象及其出现规律后，还须进一步查找干扰源。一般情况下可采用以下两种方法查找干扰源：
　　①压缩对比法。此法多用于查找已经稳定出现的干扰源。通过压缩对比，不断地缩小范围，最后找出干扰源，从而使复杂的问题大大简化。要进行压缩对比，就必须进行分割。查找的过程就是千方百计分割的过程，分割地越细，就越容易找出问题的根源。
　　②反复试验与稳定观察。对偶尔碰到的事后又未重现的一些干扰，可采用"反复试验法"，对有怀疑部位做各种动作，凡能动的地方都要动到，力争干扰现象重现。只有干扰现象重现以后，才有可能找到原因并解决。
　　若反复试验也未能找到干扰出没的原因时，则可采用"稳定观察法"，记下干扰现象，并把它列为重点观察对象，一旦出现立即抓住不放。尽量排除"假象"与"错觉"，为分析与解决问题打下坚实的基础。
　　五、找出规律，做出理论分析
　　干扰现象抓住了，根源也找到了以后，还必须总结出各种规律，并在此基础上做出理论分析。
　　1、找出规律。在掌握可靠的现象及数据的基础上，前后左右对比，找出问题的内在原因及相互联系。
　　所谓前后对比，主要是看各种数据及干扰现象是怎样演变的，做了各种动作以后有什么变化。
　　所谓左右对比，主要是看把各项指标的前后现象联系起来考虑，找出它们相互间的制约关系。
　　2、力争做出理论分析。在前后左右对比，找出规律的基础上力争在理论上搞清楚楚问题的来龙去脉。只有上升到理性，才能抓住问题的实质，从而在根本上了解其作用过程，采取对症下药、彻底解决的办法。
　　六、总结经验与收集资料
　　在解决干扰问题过程中，要及时总结各方面的经验。每搞完一个阶段的工作，就要总结一次。否则时间长了，实践中碰到事例及数据丢失或遗忘了，从而给我们的工作带来不便，而且总结还会对实践起指导作用，所以要及时进行。为了做好总结，必须注意平时工作中的资料积累。过程中发生过什么问题和测试得到的数据（尤其是当时认为没有用的数据），都要详细记载下来，并定期加以整理，从中引出规律的东西来。
　　特别是要做好各种干扰现象的原始记录工作，大量感性认识的积累才有可能上升到理性认识。
　　总结时能做出理论分析的要尽量做出理论分析，做不出来的就记录下干扰现象，以供今后参考。
　　针对碰到的干扰问题有计划地收集国内外资料也很重要。这样可以开阔思路，从而起到事半功倍的效果。否则会走弯路，时间长，耗费大。
　　七、干扰查处过程中，应注意不要混淆的几个概念
　　以下几个有关电磁干扰的基本概念是不少技术人员经常发生混淆的，应予以澄清：
　　（1）纵向干扰。有的人只熟悉横向电压，不熟悉甚至没有纵向电流的概念。如果碰到的干扰是横向的，能分析和解决：如果碰到的干扰是纵向的，仍然用横向的概念去分析和解决的话，当然不会奏效。例如：公安局称有一无线广播干扰其程控交换机，经查，干扰信号是从交流电源线引入的，高频无线广播干扰信号电平与信号电平几乎相等，串入一个阻带衰减为50dB的横向滤波器，干扰信号电平只下降3dB，一连串入三个都没有解决问题，在判明干扰为纵向后，串入一个高频纵向塞流线圈，从而有效地抑制了无线广播干扰。
　　（2）不同频段对地线有不同的要求。在直流和低频情况下，引线的电感作用不是很明显，但是到了高频，很短的引线都会产生足以干扰别的电路的压降。所以概念要非常明确：再短再粗的地线都有阻抗，地线不同点上的电位是不同的。
　　（3）不要把接地与屏蔽混为一谈。接地与屏蔽有关系，但是接地所解决的干扰问题并不都是屏蔽不良所致。例如在某些测时，必须要在仪器上和被测试设备的基架之间外接一个地线才能正常的工作，这时，加接的地线的作用是短路地环路中的干扰电压，与电磁屏蔽一点关系也没有，所以不能笼统地认为"接地就是屏蔽"。
总之，我们应该在理论的指导下去排除干扰，做到快速准确，增强排查干扰源的时效性。每一个步骤都应该有目的，注意观察和记录，从中了解干扰的变化情况，找到真正的干扰源和解决途径，并且在此基础上注意理论分析，从中找出有规律的东西来。

 

收录于《第一届全国无线电业务电磁兼容技术研讨会论文集》