通信中的射頻干擾成因與對(duì)策

標(biāo)簽：RF干擾 音頻整流

如今可能造成射頻干擾的原因正不斷增多，有些顯而易見容易跟蹤，有些則非常細(xì)微，很難識(shí)別發(fā)現(xiàn)。雖然仔細(xì)設(shè)計(jì)基站可以提供一定的保護(hù)，但多數(shù)情況下對(duì)干擾信號(hào)只能在源頭處進(jìn)行控制。本文討論射頻干擾的各種可能成因，了解其根源后將有助于工程師對(duì)其進(jìn)行測(cè)量跟蹤和排除。

射頻干擾信號(hào)會(huì)給無線通信基站覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)通信帶來許多問題，如電話掉線、連接出現(xiàn)噪聲、信道丟失以及接收語(yǔ)音質(zhì)量很差等，而造成干擾的各種可能原因則正以驚人的速度在增長(zhǎng)。

如今最新最先進(jìn)的復(fù)雜電信技術(shù)還必須與舊移動(dòng)通信系統(tǒng)(如專用無線通信或?qū)ず舻?共存于一個(gè)復(fù)雜環(huán)境中，其中多數(shù)舊系統(tǒng)在以后若干年里還將一直用下去;與此同時(shí)，其它無線RF設(shè)備如數(shù)字視頻廣播和無線局域網(wǎng)等又會(huì)產(chǎn)生新的可能使通信服務(wù)中斷的信號(hào)。

由于環(huán)境限制越來越大，眾多新業(yè)務(wù)競(jìng)相擠占有限的蜂窩站點(diǎn)，使得蜂窩信號(hào)發(fā)射塔上豎滿了各種天線。而隨著我們?cè)絹碓蕉嗟赝ㄟ^移動(dòng)電話聯(lián)系、在互聯(lián)網(wǎng)上觀看多媒體表演和進(jìn)行商業(yè)貿(mào)易，甚至不久我們的汽車、冰箱和電烤箱也將使用RF信號(hào)互相交流，通信的天空將變得更加擁擠。

引起RF干擾的原因

大多數(shù)干擾都是無意造成的，只是其它正常運(yùn)營(yíng)活動(dòng)的副產(chǎn)品。干擾信號(hào)只影響接收器，即使它們?cè)谖锢砩辖咏l(fā)射器，發(fā)射也不會(huì)受其影響。下面列出一些最常見的干擾源，可以讓你知道在實(shí)際情況下應(yīng)該從何處著手，要注意的是大多數(shù)干擾源來自于基站的外部，也即在你直接控制范圍之外。

1.發(fā)射器配置不正確

另一個(gè)服務(wù)商也在你的頻率上發(fā)射信號(hào)。多數(shù)情況下這是因?yàn)楣收匣蛟O(shè)置不正確造成的，產(chǎn)生沖突的發(fā)射器服務(wù)商會(huì)更急于糾正這個(gè)問題，以便恢復(fù)其服務(wù)。

2.未經(jīng)許可的發(fā)射器

在這種情況下，其它服務(wù)商是故意在與你同一個(gè)頻段上發(fā)射，通常是因?yàn)樗緵]有拿到許可。他可能在一個(gè)頻段上沒有發(fā)現(xiàn)信號(hào)，于是假定沒有人在使用該頻段，于是擅自加以利用。發(fā)放許可的政府機(jī)構(gòu)通常有助于趕走這類無照經(jīng)營(yíng)者。

3.覆蓋區(qū)域重疊

你的網(wǎng)絡(luò)或其它網(wǎng)絡(luò)的覆蓋在一個(gè)或多個(gè)信道上超過規(guī)定范圍。天線傾斜不正確、發(fā)射功率過大或環(huán)境變化等都會(huì)引起覆蓋區(qū)域重疊，如某人砍掉了一片樹林或推倒一個(gè)建筑物，而這些原本可以阻擋另一位置上發(fā)出的信號(hào)。

4.自身信號(hào)互調(diào)

兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)混在一起后會(huì)形成新調(diào)制信號(hào)，但卻不是任何所希望的信號(hào)。最常見互調(diào)是三次信號(hào)，例如兩個(gè)間隔為1MHz的信號(hào)會(huì)在原高頻信號(hào)之上 1MHz和低頻信號(hào)之下1MHz各產(chǎn)生一個(gè)新信號(hào)，如果原來兩個(gè)信號(hào)分別處于800和801MHz頻段，則將在799和802MHz出現(xiàn)三次信號(hào)。

5.與另一發(fā)射器信號(hào)互調(diào)

互調(diào)干擾也可能由于一個(gè)或多個(gè)外部無線信號(hào)通過天線饋送同軸電纜，然后進(jìn)入造成沖突的發(fā)射器非線性終端放大器造成，外來信號(hào)相互混雜并與發(fā)射器自己的信號(hào)混在一起，形成一個(gè)看上去像是通信頻段中的“新”頻率互調(diào)信號(hào)(經(jīng)常都是不希望的)。

也可能由兩個(gè)外部信號(hào)產(chǎn)生干擾信號(hào)，而造成沖突的發(fā)射器本身的信號(hào)沒有參加，外部信號(hào)只是正好用到發(fā)射器的非線性級(jí)而混在了一起。在這種情況下，混在一起的兩個(gè)信號(hào)沒有一個(gè)有問題，肇事者是發(fā)射器。

解決這個(gè)問題有點(diǎn)難度，因?yàn)樗髮?duì)看上去工作正常的發(fā)射器進(jìn)行改動(dòng)。需要增加一個(gè)窄帶濾波器以盡可能衰減外面的信號(hào)，再加一個(gè)鐵氧體絕緣子使RF從發(fā)射器傳送到天線并衰減饋線上返回的信號(hào)。在同時(shí)使用多個(gè)不同頻率的發(fā)射塔上，業(yè)主經(jīng)常要求所有發(fā)射器都安裝這類濾波器和絕緣子。

生銹的圍墻/房頂?shù)仍斐傻幕フ{(diào)

發(fā)射器并不是互調(diào)信號(hào)的唯一滋生地，非線性連接也可能是附近生銹的白鐵皮房頂或圍墻。當(dāng)無線發(fā)射功率很大時(shí)，房頂各部分之間生銹部分將起到非線性二極管的作用，像這種來自物理結(jié)構(gòu)的互調(diào)影響很難阻止，因?yàn)樗鼈円蛱鞖鉅顩r而異，風(fēng)會(huì)把金屬生銹部分壓在一起或分開，雨則改變鐵銹特性。嚴(yán)重影響通信的必須進(jìn)行維修或替換，以恢復(fù)可靠的通信連接。

1.天線或連接器中的互調(diào)

有時(shí)即使同軸電纜或天線本身一點(diǎn)很小的腐蝕也會(huì)產(chǎn)生問題，盡管還不足以引起信號(hào)丟失或VSWR問題，但腐蝕會(huì)像一個(gè)品質(zhì)很差的二極管一樣造成細(xì)微互調(diào)。如果附近有幾個(gè)大功率發(fā)射器，那么產(chǎn)生的互調(diào)會(huì)強(qiáng)到足以干擾移動(dòng)手機(jī)與基站之間的微弱通信信號(hào)。找出這類問題根源最難的地方在于松開天線系統(tǒng)一個(gè)連接器會(huì)打亂氧化程度并暫時(shí)使問題中止，此時(shí)你必須花更多時(shí)間認(rèn)真記錄旋松或擰緊的是哪一個(gè)連接器并在每步之后進(jìn)行試驗(yàn)以確定它是否就是罪魁禍?zhǔn)住?/p>

2.正規(guī)發(fā)射器超載

發(fā)射器發(fā)出的任何頻率強(qiáng)信號(hào)都會(huì)使鄰近系統(tǒng)超載，唯一解決辦法是在接收器天線電纜上安裝一個(gè)濾波器，使希望的信號(hào)通過，而將超載信號(hào)衰減。

3.鄰近發(fā)射器上相鄰信道功率

隨著分配的頻譜越來越擁擠，互相競(jìng)爭(zhēng)的無線業(yè)務(wù)所分到的頻率越來越接近，從而使一個(gè)系統(tǒng)發(fā)射信道噪聲邊帶出現(xiàn)在或阻止另一個(gè)臨近接收信道的風(fēng)險(xiǎn)增加。如果發(fā)射器符合技術(shù)規(guī)范要求，則需要更改信道或增加發(fā)射器和接收器之間的物理分隔。

4.廣播發(fā)射器諧波

大功率源如商業(yè)廣播電臺(tái)等會(huì)產(chǎn)生大功率信號(hào)諧波，例如一個(gè)5MW發(fā)射器很容易產(chǎn)生5W諧波，足以干擾附近的移動(dòng)通信。如果該發(fā)射器符合所有規(guī)范和政府規(guī)定，那么唯一的解決方法可能只有遷移通信天線以避開發(fā)射器，或者重新分配頻率方案使得造成沖突發(fā)射器附近的通信基站使用的是不受其諧波能量影響的信道。

5.“老爺”級(jí)STL用戶

在蜂窩系統(tǒng)出現(xiàn)之前，900MHz和1,400～2,200MHz波段通常分配用于廣播電臺(tái)的演播室與發(fā)射器連接(STL)。政府現(xiàn)已將這些頻率重新分配給蜂窩運(yùn)營(yíng)商，但是他們常常又沒有限制老用戶，而讓他們繼續(xù)在沒有沖突的頻率上運(yùn)營(yíng)。當(dāng)在這些頻段開展新的蜂窩業(yè)務(wù)時(shí)，那些發(fā)射器應(yīng)該轉(zhuǎn)向新頻率，但有些還需要加以“提醒”。