民用無線電發射信號對電磁環境的影響

羅振銘

在社會信息化水平不斷發展的過程中，無線電業務需求在此過程中得到了快速增長，因此，為信息發展提供了重要推動力。在工業、商業以及公共安全等領域中，民用通信、導航、遙控、廣播、電視等業務得到了較多應用，具有較高的業務量。而在民用無線電業務快速發展的同時，也占用較多電磁頻譜資源，使電子設備所處環境具有了較復雜的特點，需要做好影響情況以及對應措施的研究。

1 影響分析

在本研究中，以GSM900/1800雙頻段基站為例，從以下幾個方面就基站信號對電磁環境的影響進行研究。第一，空間影響。根據我國基站天線規定，對于移動通信基站來說，根據類型的不同可以將其天線分為定向單極化天線、定向正負45°雙極化天線以及全向天線這幾種類型。對于全向天線來說，其覆蓋有多個子頻段，天線增益在8/11 dB以上，垂直面波束寬度為13°/6.5°。同全向天線相比，定向單極化天線具有相同的覆蓋頻率，其垂直面、水平面波束寬度為8°-34°以及32°-90°。以基站典型頻段在1700～1840 MHz為例，取8 dB及11 dB進行研究，此時，俯仰面波束的寬度即為13°與5.5°。此時，當基站以全向方式進行發射、且電子設備所處高度較低時，則會具有較大概率處于基站天線的主波束寬度內。且當其同基站之間的距離越近時，即具有較大的幾率接收到基站發射信號功率。從設備對信號功率的接收情況也可以了解到，當其高度在1 km時，設備接收機在具體基站信號發射功率的接收方面具有不顯著的特點。如設備接收機具有較高的靈敏度、是以高靈敏度對其進行設計的，當高度在20 km左右時，系統基站信號發射功率情況也將影響設備接收機的正常工作開展。且對于移動信號基站來說，其在實際應用中通常的布局方式為30～50 km柵格，整個高度基本處于單個基站發射信號主波束范圍以內。可以說，該種基站發射信號遍布情況的存在，將對高靈敏度電子設備接收機的性能產生非常大的影響。在該種情況下，為能夠最大程度降低通信基站信號對高靈敏度電子設備在具體運行性能以及功能方面的影響，即需要對接收機在該頻段高靈敏度的設計狀態進行慎重考慮。而如果發射信號處于1810～1850 MHz，為30°方位面覆蓋的雙極化天線，當增益為10.5 dB以及16 dB時，其俯仰面波束寬度即為34°與8°。在該種基站環境下，基站天線在以交叉計劃定向90°向外進行發射時，當墊子設備具有較低高度時，其則將具有非常大的概率處于天線主波束的寬度范圍以內。而根據兩次情況的對比可以發現，如果電子設備的位置在基站發射區域范圍以內，那么其則將接收到具有更大功率的基站發射信號。該種情況的存在，即表明當基站天線以90°交叉極化定向發射時，其影響到設備接收機的情況將更為明顯。根據這部分分析則可以了解到，對于GSM900/1800雙頻段基站來說，其在實際運行中要想對處于四周的移動用戶需求進行滿足，在方位上，要保證發射天線方向圖具有無方向性的特點，6.5°-34°為其俯仰波束寬度，以此即可以從信號的接收方向方面能夠及時獲得電子設備接收機。第二，時間影響。為保障具體服務過程的全面性、具有全天的特征，對于雙頻段基站來說，其通常都是以每天24h、全面265d不休息的方式實現連續工作。該種情況的存在，其從時間角度來看即能創造良好的條件，保證信號能夠被電子設備接收機所接收。信號波形方面，其所發射的信號為通過多種調制方式處理的準連續波信號，對于具有較寬工作帶寬的電子設備接收機來說，其阻塞影響十分明顯。第三，能量影響。對于GSM900/1800雙頻段基站來說，其能夠獲得最大為320 W的發射功率。對于該種發射功率來說，在有限的距離范圍內，能夠較容易地被高靈敏度電子設備所截獲。第四，頻域影響。GSM基站向外所發射的頻率在930～960 MHz之間，對于其余信號發射頻率來說，可以說，已經對典型頻率中的很多子頻段進行了基本覆蓋。對于電子設備來說，如果其按照寬頻段方式工作運行，在頻域方面，民用發射信號則可以影響電子設備的具體接收情況。

2 主要影響與解決措施

根據上述對時域、能量域、空域以及頻域等方面的研究分析可以了解到，如電子設備處在一個較低的高度時，GSM900/1800雙頻段數字基本發射信號則對設備接收機的背景信號進行了構成，當其具有較低飛行高度、同基站信號的距離較近時，則將受到較強的基站信號功率，可能在對電子設備接收機造成堵塞的情況下影響設備靈敏度。而在使用高靈敏度接收機時，無論在任何高度，電子設備都能對來自不同基站所發射出的信號進行接收，也將因此對電子設備在信號的正常接收產生影響。

為降低以移動通信基站信號為代表的民用通信信號對電子設備產生的影響，需要采取與應用以下措施。第一，在緊急情況下，對電氣設備附近區域的民用通信發射臺進行關閉。但對于該方式來說，其將導致周邊區域民用通信出現中斷情況，很可能因此在社會上造成不良影響，所以，非緊急情況下不推薦使用。第二，在電子設備工作區域選擇方面，需要盡可能同民用通信發射信號所在的區域相遠離。當然，該方式較適合應用在沙漠以及海上等地區，在其他區域應用中則將受到工作區域的限制。第三，在情況允許的前提下，盡可能在一個較高的高度對電子設備進行使用，以此起到避開民用發射站發射區的作用。第四，對電子設備的工作區域進行合理的部署規劃，需要盡可能避開微波接力通信等具有較大功率的民用通信區域。第五，在具有集中移動通信區域，需要減少使用高靈敏度電子設備。第六，在電子設備設計的初期即可以對電子設備工作頻段以及民用通信信號進行一體化設計分析處理，如發射信號處在設備接收機頻段以內，則可以根據實際情況通過陷波或濾波方式的應用濾除民用通信信號。第七，最小信號電平使用。在無線電系統中，噪聲電子也將影響可用信號電平。在具體發射中，如無線電信號具有較大的損耗，則會在影響信號的情況下影響信號輸送。在該種情況下，將噪音規律器在無線電設備上進行安裝也成為一個可以考慮的方式，該方式不僅能清除、過濾設備噪音，能夠在保證輸送效率的基礎上，提升設備的抗干擾及噪音能力，起到降低影響的效果。

3 結語

在上文中，我們對民用無線電發射信號對電磁環境的影響進行了一定研究。在實際工作中，需要進一步加大研究力度，使電子設備具有更好的環境適應能力。

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