短波監(jiān)測機房傳導性耦合干擾防護研究

陳鈺羽，周凌霄

（國家無線電監(jiān)測中心云南監(jiān)測站，云南 昆明 650000）

0 引言

短波監(jiān)測站是國家監(jiān)測中心短波監(jiān)測網(wǎng)的重要組成，良好的機房電磁環(huán)境是監(jiān)測質(zhì)量的重要保障，隨著監(jiān)測站短波機房監(jiān)測設備及用電設備的增加，短波監(jiān)測機房用電環(huán)境愈加復雜，對短波無線電監(jiān)測系統(tǒng)形成潛在干擾威脅，可能直接對監(jiān)測系統(tǒng)形成電磁干擾，嚴重的情況下，甚至可能會導致產(chǎn)生錯誤的監(jiān)測結(jié)果。對無線電監(jiān)測站監(jiān)測機房進行科學合理的分析和改善，能有效減少無線電監(jiān)測機房傳導性耦合干擾存在的可能性，以免接收機因受到傳導干擾導致其性能呈現(xiàn)惡化趨勢，保證機房內(nèi)的設備能夠良好運行。

1 傳導性耦合干擾

無論復雜還是簡單的通信系統(tǒng)，電磁干擾的發(fā)生都需要滿足電磁干擾的基本條件：電磁干擾源、干擾傳播途徑和敏感設備[1]，理論上將這三個基本條件稱為電磁干擾三要素，其關系如圖1所示。

圖1 電磁干擾基本要素

電磁干擾的傳播途徑分為兩種：一種是輻射性耦合，另一種是傳導性耦合。本文主要考慮從避免傳導性耦合的角度，提出機房電磁干擾的防護措施。圖2為電磁干擾傳播途徑的分類梳理圖。

圖2 電磁干擾傳播途徑分類

傳導性耦合：電磁干擾通過導線、電阻、電容及電感而耦合至敏感設備。傳導性耦合根據(jù)其不同的耦合原理分為電路性耦合、電容性耦合和電感性耦合。下面對三個不同種類的傳導性耦合進行具體分析：

（1）電路性傳導耦合：等效電路的模型如圖3所示，我們可以看出，當I1、I 2同時經(jīng)過公共的電阻Z12時，電路左側(cè)的回路電流I1會在Z12上形成電壓影響右側(cè)的電路回路，同理右側(cè)的回路電流I 2會在Z12上形成的電壓就會影響到左側(cè)電路回路，這就是最簡單的電路性傳導耦合的電路模型。

圖3 電路性耦合電路的一般模型

（2）電容性耦合：由于不同導體之間總是存在著雜散分布的電容（這種電容也稱為分布電容）而引起的耦合效應。在圖4的簡要電路模型中，線路中的分布式電容C的存在可以等效為電阻R，這種電容性耦合的存在使得系統(tǒng)出現(xiàn)干擾電壓，若經(jīng)過層層疊加放大，則會形成干擾信號。

圖4 電感性耦合

（3）電感性耦合：一個電路形成的磁路交鏈，影響了另一個線路的電動勢。大體等效電路圖如圖5所示。

圖5 電容性耦合等效電路

對于短波機房而言，監(jiān)測設備同外界接觸的部分只有電源和饋線，因此，機房的傳導干擾防護主要在于電路性耦合防護；對于電容性耦合和電感性耦合，這主要取決于設備自身的電磁兼容性設計，目前的監(jiān)測設備都有這方面的設計，電容性耦合和電感性耦合發(fā)射的幾率不大，從外部也很難對此進行防護。

2 傳導干擾抑制方法

（1）對于傳導性輻射干擾，一般采取的抑制方式是在電路或系統(tǒng)上加裝濾波器，濾波器的加裝是抑制傳導性輻射的重要手段。電源濾波器是一種對供電電路進行頻段隔離的設備，可以使需要的頻率通過，而衰減其他不需要的頻率成分。從短波機房的傳導性輻射防護的角度出發(fā)，所選用的電源濾波器需重點過濾短波頻段的頻率成分。

（2）確保短波監(jiān)測設備的接地良好[2]。設備接地是設備安全使用的必然要求，同時可以防止各種設備、電路在設備運行時產(chǎn)生相互干擾，提高設備的電磁兼容性。短波監(jiān)測設備接地的含義有如下兩個：一個是指監(jiān)測設備和地相連，另外一個是指設備的零電位參考點。作為監(jiān)測機房，需要定時檢查設備的接地情況，包括接地是否良好接觸，接地的電阻是否滿足系統(tǒng)設計的要求。

3 防護方案

為了有效降低短波監(jiān)測機房的傳導干擾，減少機房內(nèi)設備被傳導性輻射干擾的可能性，提高機房抗傳導性輻射能力。我們在機房強電總線入口處加裝電源濾波器[3]，在設備間電源線連接處增加電源隔離插座。這種做法可有效抑制傳導性干擾通過電源線傳入機房，消除電源電路和交換電路的傳導性輻射干擾。

（1）在監(jiān)測機房、網(wǎng)絡機房的供電線路前端加裝電源濾波器。具體安裝如圖6所示。

圖6 電源濾波器

電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，其本質(zhì)上是一個阻抗適配網(wǎng)絡。又可以稱為EMI電源濾波器，一端連接電源，另外一端是負載。理論上負載的阻抗越大，對傳導干性耦合干擾的衰減效果就越好。在挑選適用的電源濾波器時，需要綜合考慮濾波器的性能，選擇適用的電源濾波器，使其能夠更好地適應短波監(jiān)測機房。

根據(jù)機房重點防護要求，我們選用了過濾HF頻段的濾波器，除了選擇正確的濾波器外，安裝濾波器也需注意以下事項：

①濾波器的安裝盡量靠近設備機房，以減少濾波器后端導線的長度，這樣可減少新的干擾信號通過后端導線耦合進入線路系統(tǒng)內(nèi)。②保證濾波器的接地良好，且和設備的接地電平一致，如果兩者接地電平不一致，則會構(gòu)成電路回路，引入不必要的干擾信號。③接入接出電源濾波器的電線應使用雙絞線，不能存在其他的電磁耦合路徑。④接入線和接出線之間應保持一定的距離，以免發(fā)生不必要的耦合。

圖7 紅黑插座

（2）在設備電源接口處增加簡易濾波器，通過濾波器和屏蔽技術將線路傳導干擾減小，同時防止電源線交叉感應。具體做法為將監(jiān)測設備所用插座更換為紅黑電源隔離插座。在選購電源隔離插座時應注意插座所屏蔽的工作頻段。

4 短波監(jiān)測機房傳導干擾防護建議

（1）定期檢查監(jiān)測設備底噪，填寫檢查記錄表，做好相應記錄。并開展人員培養(yǎng)培訓，確保工作人員具有相應能力。

（2）定期檢查機房饋線、網(wǎng)線和接線是否完好。由于機房設備時有拆卸、新增情況；機房、饋線管道時有蟲鼠入侵，需每年應開展機房饋線檢查饋線、網(wǎng)線是否完好，接口是否接穩(wěn)，以減少干擾風險。

（3）定期對機房接地電阻進行測量，確保接地電阻在限值以下；定期檢查設備接地點，確保接地端接觸良好，無氧化層。

（4）增加電源濾波器，在監(jiān)測機房供電線路前段加裝電源濾波器，有效減少機房內(nèi)供電網(wǎng)絡的傳導泄漏，降低傳導干擾風險。

（5）增加電源隔離插座，將設備的電源插座改用為防止傳導耦合的電源隔離插座，這樣可以有效的減少設備通過電源插座相互干擾可能性，從單臺設備入手提高單機抗干擾性，從而使整個系統(tǒng)抗擾性提高。

5 結(jié)束語

本文主要探討短波監(jiān)測站內(nèi)傳導干擾對機房短波監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，通過理論研究，分析可行的解決方案，以提高監(jiān)測系統(tǒng)抗傳導干擾能力，提出監(jiān)測機房電磁干擾防護意見，為監(jiān)測機房電磁傳導干擾防護提供參考。