電子通信中常見干擾因素及控制措施

陶婭

摘要：目前電子通信領(lǐng)域面臨著復(fù)雜的干擾環(huán)境，其中電磁干擾和射頻干擾是非常主要的干擾因素，本文對此進行了重點分析，并結(jié)合文獻進行了歸納總結(jié)，同時提出了一些控制干擾的措施。

關(guān)鍵詞：電子通信;干擾;控制

中圖分類號：TN925.93 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）11-0013-02

電子通信的發(fā)展給人們的日常生活、生產(chǎn)以及學(xué)習(xí)方式帶來了巨大改變，在國民經(jīng)濟發(fā)展當中發(fā)揮了重要作用，當然在軍事領(lǐng)域，電子通信也深刻的改變了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的模式，但是電子通信技術(shù)的特殊性決定了，電子通信容易被干擾，這衍生出電子通信的干擾與抗干擾技術(shù)，為此本文擬采用文獻法、經(jīng)驗法和綜合法來探討電子通信中的干擾與抗干擾。

1 綜述

在日常的生活當中，會發(fā)現(xiàn)很多的干擾現(xiàn)象，最為常見的是電磁干擾，典型的干擾現(xiàn)象如當手機有來電時，周圍如果有音響、麥克風(fēng)等電子設(shè)備會出現(xiàn)非常大的噪聲。當然電子通信中常見的干擾并不僅僅只有電磁干擾，統(tǒng)計學(xué)術(shù)界的相關(guān)研究來看，很多學(xué)者針對電子通信干擾與抗干擾展開了研究，并表明電子通信當中存在很多的干擾因素。

張嫻靜[1]在其文章中強調(diào)了電子通信技術(shù)在應(yīng)用過程當中產(chǎn)生的新突破，并就電子通信的干擾問題進行了深入分析，查找干擾原因，并在干擾控制方面提出了一些可行的建議。韓偉亮[2]在其文章中著重就電子干擾問題進行了研究，并針對我國電子通信技術(shù)的發(fā)展問題展開探討，提出了一些控制電子干擾問題的有效解決方案。范鴻興[3]在其文章中基于電子通信系統(tǒng)的一些干擾要素，研究了電子通信工程設(shè)備抗干擾接地方式，強調(diào)電子通信工程設(shè)備中干擾性與抗干擾性與設(shè)備接地方式有著非常緊密的關(guān)系，由此研究了抗干擾的有效接地方式和電子通信工程的兼容性問題。

2 電子通信干擾因素分析

基于相關(guān)研究來看，電子通信系統(tǒng)當中存在著比較多的干擾源，特別是目前隨著各種電子電氣設(shè)備的普遍應(yīng)用，電子通信系統(tǒng)的干擾問題是比較嚴重的。

2.1 電磁干擾中的傳導(dǎo)干擾

例如現(xiàn)在幾乎人手一部的智能手機，手機天線及其接收器共同組成一個射頻模塊，該模塊如果不受干擾，那么其可以在200kHz帶寬內(nèi)接收到-120dBm的極弱信號。但實際上這是一個理論上的數(shù)據(jù)，現(xiàn)實當中智能手機時鐘頻率支持GSM880～1800，藍牙和WiFi頻段，而系統(tǒng)當中接收器會受到系統(tǒng)內(nèi)部組件的影響，一般都是諧波和數(shù)據(jù)信號耦合到天線，使射頻模塊靈敏度下降，從而使通信質(zhì)量降低，如圖1所示。

智能手機射頻模塊接收器靈敏度降低有著比較多的影響因素，其中絕大部分可以歸結(jié)為電路板產(chǎn)生的諧波形成噪聲并與天線耦合。這實際上就是電磁干擾，它分為傳導(dǎo)電磁干擾和輻射電磁干擾，因為電磁干擾信號可以以電流的形式經(jīng)過載流導(dǎo)體傳播，也可以以電磁波輻射的形式在空間中傳播。基于圖1來看，智能手機的電路板上的各種電子元器件，如CPU、攝像頭、記憶體、USB接口等在通電的情況下會產(chǎn)生微弱的電磁場，當電流或者是數(shù)據(jù)流過載流導(dǎo)體就會出現(xiàn)耦合現(xiàn)象，即干擾。當然電路板上的一些電子電器元件，如USB接口，現(xiàn)在是USB3.0，其傳輸速率更快，這種狀況下時鐘和數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換快。但是會出現(xiàn)一個高輻射場子電路中某些元器件可能會放大這種效應(yīng)，使干擾頻率和噪聲擴大，但實際上現(xiàn)在智能手機電路板有著起碼70%的屏蔽罩，絕大部分敏感元件都有屏蔽層，基本上隔絕了輻射耦合干擾，因此可以將傳導(dǎo)干擾看作是電磁干擾的主要因素。

2.2 RF頻譜中的干擾

再如802.11網(wǎng)絡(luò)，全世界安裝遵循802.11相關(guān)協(xié)議的設(shè)備多不勝數(shù)，這些設(shè)備之間可能不是同一條信道，但是卻會產(chǎn)生信道方面的干擾問題。在802.11相關(guān)協(xié)議的支配下，802.11網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有協(xié)作傾向，直白講就是在同一個信道上的兩個接入點會共享信道容量。實際上在802.11網(wǎng)絡(luò)中有很多設(shè)備會運行在未經(jīng)許可的ISM頻帶上，如藍牙設(shè)備、攝像機、無線游戲控制器等等，這些設(shè)備會出現(xiàn)寬RF頻譜發(fā)射，即出現(xiàn)干擾，因為這些設(shè)備不會與802.11網(wǎng)絡(luò)中的許可設(shè)備進行協(xié)作，但會使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)大幅度吞吐量的損失。這種情況下，網(wǎng)絡(luò)看起來是在正常工作，但實際上在無線網(wǎng)絡(luò)中會出現(xiàn)非常嚴重的吞吐量影響。

事實上，在電子通信領(lǐng)域目前面臨的最重要的問題就是干擾與抗干擾問題，特別是隨著智慧熱的興起，各種電子設(shè)備投入運作，使得電子通信面臨著非常復(fù)雜的干擾環(huán)境。但從目前的狀況來看，首要的干擾問題就在于電磁干擾和射頻干擾兩個方面。當然還有一種干擾因素是電磁脈沖也就是EMP，所謂的EPM簡單說就是在瞬時產(chǎn)生一個極強的電磁場變化，電子通信設(shè)備當中的電路板會在這種電磁場的變化下產(chǎn)生強大的感應(yīng)電流而使設(shè)備損毀。

3 電子通信抗干擾措施

3.1 干擾三要素

對于電子通信中的任何干擾問題，可以分解出干擾源、接收器和耦合三個內(nèi)容，也就是所謂的干擾三要素。為此要有效控制電子通信系統(tǒng)中的干擾問題，首先就需要對干擾三要素有一個清晰的認識。只要能夠消除三要素中的其中一個就可實現(xiàn)控制干擾的目的，而干擾三要素詳見表1所示。

3.2 屏蔽

在抗干擾問題上，只要將三要素中的一個消除，就可以實現(xiàn)控制干擾的目的。基于上文中提到的例子來看，移動設(shè)備當中的電路板以及封裝結(jié)構(gòu)中加屏蔽層的目的就是要消除干擾三要素中的其中一個要素，這種利用法拉第籠原理建立的屏蔽層可以隔絕絕大部分的干擾類型，一般利用封閉導(dǎo)體來實現(xiàn)對電路的屏蔽，在具體考慮屏蔽手段時，需要分析干擾源、環(huán)境以及被干擾對象之間的一些關(guān)鍵問題，如距離，若干擾源與系統(tǒng)很近，那么干擾源將決定電磁場的特性，而若是遠離的情況下，傳輸介質(zhì)將決定電磁場的特性，一般認為干擾源的位置與被干擾對象之間的距離在干擾信號波長與的商以下時為靠近干擾源。除考慮距離外，還需要考慮波阻抗與屏蔽材料。屏蔽對于控制干擾是非常有效的一種方式，然而在實際工程當中，實際抗干擾效率并不高，尤其是在傳導(dǎo)干擾上比較乏力，為此還需要尋找一些其他的方式來控制干擾三要素，從而實現(xiàn)抗干擾的目的。

3.3 無源元件的應(yīng)用

對于控制電磁干擾和射頻干擾，無源器件的使用是一種比較理想的方式。無源器件在非理想狀態(tài)下，受高（低）頻率影響，導(dǎo)線、電容、電感會相互之間出現(xiàn)變化，在高頻率下，導(dǎo)線會轉(zhuǎn)變成反射線，電容與電感會出現(xiàn)互換現(xiàn)象。而在低頻率下，導(dǎo)線電阻非常低，一般為每米0.0656Ω以下，但會出現(xiàn)0.79nH的寄生電感，如果頻率在13kHz以上，就會變成電感，但電感不可控，最后導(dǎo)線會成為發(fā)射線，按照天線理論，這會產(chǎn)生一個增益天線。

3.4 PCB板

例如說USB3.0接口，其帶寬較高，在PCB板上這種高帶寬接口器件會產(chǎn)生高速通過的大容量數(shù)據(jù)，這必定會產(chǎn)生高頻噪聲，而采樣時鐘和輸入對這種高頻噪聲非常敏感。為此可以在PCB板上用一些小型濾波器來降低電磁或者射頻干擾。當然關(guān)鍵還是要按照實際情況合理的設(shè)計PCB板，并且重點要將信號線間隙用地線填充，并使地線與電源平行走線，盡可能的減小電感。

3.5 找干擾源

事實上對于電子通信當中的干擾，最麻煩的地方在于有些干擾是間歇性的。特別是射頻干擾，由于目前的干擾環(huán)境非常復(fù)雜，以802.11的無線網(wǎng)絡(luò)來論，可能一個路人使用了藍牙耳機并進入了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍就會引起干擾。這揭示了一個問題，在無線網(wǎng)絡(luò)中絕大部分的干擾都是無意間造成的，可能是其他正常運營活動的副產(chǎn)品，這種干擾一般只影響接收器，而不影響發(fā)射。但是在電子通信中特別是移動通信當中，當遭遇干擾是一件令人非常困擾的事，針對這樣的情況，最為重要的控制手段是先進行監(jiān)測，利用相應(yīng)的掃描儀器不間斷的進行掃描存錄，這種方式在很多重要的領(lǐng)域如民航通信當中應(yīng)用很多，目的是要通過不間斷的掃描存錄找到干擾源，然后利用多點交匯原理，確定干擾源位置，以此來控制干擾。

4 結(jié)語

綜上所述，電子通信中的干擾與抗干擾是非常重要的課題，不管是在民用還是軍事領(lǐng)域都非常的重要，現(xiàn)在電子通信所面臨的干擾環(huán)境非常的復(fù)雜，當遭遇干擾時，輕則數(shù)據(jù)丟包，造成通信質(zhì)量下降，重則造成通信中斷，不管是在民用領(lǐng)域還是軍事領(lǐng)域其所造成的影響都非常的巨大，所以必須要強化抗干擾能力，本文著重就移動通信以及無線通信兩個方面來探討了電磁干擾和射頻干擾，并提出了一些建議，可能存在不足，但希望有一定的參考價值。

參考文獻

[1]張嫻靜.干擾在電子通信中產(chǎn)生的原因以及相應(yīng)控制措施研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，（9）：108-109.

[2]韓偉亮.電子通信工程中解決電子干擾問題的措施[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018，（10）：23-24.

[3]范鴻興.電子通信工程設(shè)備抗干擾接地方式的若干研究論述[J].中國新通信，2016，（8）：120.

Common Interference Factors and Control Measures in Electronic Communication

TAO Ya

（Yangzhou Wanfang Electronic Technology Co.， Ltd. ， Yangzhou Jiangsu? 225006）

Abstract：At present the field of electronic communication is facing a complex interference environment， in which electromagnetic interference and radio frequency interference are the main interference factors， this paper focuses on this analysis， summarizes the literature， and puts forward some measures to control interference.

Key words：electronic communication; interference; control