衛(wèi)星局對中波和短波實驗的探究及解釋

古麗·艾斯坎提

（作者單位：新疆廣播電影電視局6502臺）

衛(wèi)星局對中波和短波實驗的探究及解釋

古麗·艾斯坎提

（作者單位：新疆廣播電影電視局6502臺）

摘 要：衛(wèi)星局對中波和短波實驗中出現(xiàn)的需要實現(xiàn)電磁波的變頻處理、消除電磁干擾、實現(xiàn)電磁兼容及壓制互調(diào)信號等操作。本文對這些方面進行細致探究。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星局；中波和短；電磁兼容；互調(diào)信號

1　衛(wèi)星局對中波和短波實驗中變頻的實現(xiàn)方式

衛(wèi)星局在信號發(fā)送和接收時，由于電磁波的隨機性，短波和長波共存的現(xiàn)象十分明顯，為了方便對接收的信號進行處理，采用一次變頻或者兩次變頻的方案。由于波速的一定，頻率的改變和波長的改變是相對應(yīng)的，首先在混頻的過程中，由于要進行頻譜的線性搬移，所以需用非線性器件來完成。不過這種方法除了會產(chǎn)生所需的頻率以外，還會產(chǎn)生大量不需要的組合頻率分量。一旦這些組合頻率分量的頻率接近于有用信號頻率時，就會對有用信號形成強烈干擾。

如果接收信道采用一次變頻，過程簡單，且設(shè)備量少，不過極易產(chǎn)生鏡頻干擾。為了有效抑制鏡頻干擾，在許多接收機系統(tǒng)中都采用了二次變頻的方案。采用二次變頻方案后不單單中頻可以采用較高頻率，此外還可以在兩次變頻中間設(shè)置濾波器，能更有效地抑制干擾。

2　衛(wèi)星局對中波和短波實驗中如何消除電磁干擾

衛(wèi)星局對中波和短波實驗中，不可避免電磁干擾，如何有效地降低干擾是很重要的一項操作。接收機元器件的布局與一般電子器件布局不同，由于電路是微型電路，所有的元器件都非常小，布局過程采用的是表面貼裝工藝，運用紅外爐再流焊來實現(xiàn)微型電子元器件的焊接。焊接是電路設(shè)計中非常重要的一個環(huán)節(jié)，其焊接的質(zhì)量直接影響整個電路的成品質(zhì)量。對于PCB電路，在焊接中尤其需要注意的是，不同的電子器件之間要形成很好的電磁兼容，切不可產(chǎn)生相互之間的電磁輻射，影響各個電子器件的獨立運行。所以，在選擇電子元器件時，會優(yōu)先選擇具備抵抗地磁干擾能力的器件。

此外，整個電路在運行中，電路中存在電流就會產(chǎn)生磁場，所以電路除了各個期間的電磁干擾之外，還需要考慮電路本身對其他電路的電磁干擾。因此，宏觀的電路布局非常關(guān)鍵。電路布局的一些基本原則可供參考。

首先，元器件的排列盡量成一列，在選擇PCB進入熔錫系統(tǒng)的方向減少在焊接過程中造成焊接不牢固而產(chǎn)生的不利情況。通常至少要讓元器件之間的距離達到0.5 mm以上，才能順利完成元器件之間的熔錫焊接。否則，由于元器件之間的距離過于靠近，焊接工作將無法順利開展。

其次，PCB系統(tǒng)的所有接口都需要相互匹配，無論是位置還是大小和形狀，都應(yīng)綜合考慮，保證相互之間的連接沒有任何問題。另外，由于電路的復(fù)雜性，電路之間必然存在電位差值，這些差值出現(xiàn)在距離很小的空間內(nèi)，這樣就極易發(fā)生短路的情況，所有電路布局時盡量避免不要使具有高電位差的元器件相差距離過近，防止出現(xiàn)短路的情況，特別是在高電壓的工作環(huán)境下，尤其需要注意。

最后，需要從整體上認真分析電路的結(jié)構(gòu)，清楚地將電路進行模塊劃分，每個模塊都有很多電子器件，盡量把相同模塊的電子器件放置在一起，如高頻放大電路或者混頻電路等模塊。其需要使用非常多的電子器件，在布局時盡量讓它們在一起，這樣可以有效減少電路中電線環(huán)路面積，有效降低電路損耗和產(chǎn)生的電磁輻射。同時，也可以防止不同模塊之間的相互干擾。

3　衛(wèi)星局對中波和短波實驗中如何實現(xiàn)電磁兼容

衛(wèi)星接收機電源產(chǎn)生電磁干擾主要分為四種，第一種是由電源外部進來的干擾；第二部分是由于電源給多個電路供電，電源本身產(chǎn)生的干擾；第三部分是電源本身產(chǎn)生的噪聲干擾；第四部分是由于電源饋線產(chǎn)生的干擾信號。

一般情況下，對于電源的電磁兼容設(shè)計。首先，為電源變壓器實施屏蔽措施，在變壓器初次繞組時需要加上靜電屏蔽設(shè)備，然后為整個電壓器加上磁屏蔽設(shè)備。此外，這些屏蔽設(shè)備都需要進行接地操作。

其次，為電源實施濾波退耦措施，因為每個電路都需要從電源開始接入濾波去耦電路，然后在之后電路的每一節(jié)點都需要繼續(xù)加入濾波去耦電路。

最后，需要合理選擇安排電源線，一般要求電源的饋線要足夠粗，以保證低電阻，并且對饋線進行電磁屏蔽，一般采用雙紋線屏蔽線。此外，在模板上的饋電線條要足夠?qū)?，根?jù)電磁感應(yīng)原理，可以有效降低電感量，降低波阻抗值，減少噪聲。

4　衛(wèi)星局對中波和短波實驗中如何有效抑制互調(diào)信號

4.1 互調(diào)信號的產(chǎn)生

當(dāng)衛(wèi)星收機的接收端同時接收到兩個或者兩個以上可以互調(diào)的信號，借助接收機的非線性放大電路，互調(diào)信號之間會產(chǎn)

生互調(diào)干擾效應(yīng)。這些互調(diào)干擾信號的產(chǎn)生大部分都是隨機的，不過信號是矢量，理論上在各個方向都會存在分量。因此，只要這些隨機產(chǎn)生的干擾信號，在有用信號方向是存在分量的，那么就會改變有用信號的幅度，使信號失真。

例如，當(dāng)一個非線性信號的輸入函數(shù)：

y=a+au+au2+au3+L（1）

0123

假設(shè)輸入信號是由三個子信號組合而成，a0,a1,a2,a3,L等別是各自信號的系數(shù)，衛(wèi)星接收器晶體管的電壓為：

u=U1cosw1t +U2cosw2t +U3cosw3t（2）

將（2）帶入到（1）式子就可以認為當(dāng)這些非線性的信號被衛(wèi)星接收機接受之后，通過非線性放大器放大之后的情況：

顯然最終會形成互調(diào)信號，這樣的互調(diào)信號極其復(fù)雜。不過，可以假設(shè)w1為衛(wèi)星正常接收有用信號的角頻率，那么可以清楚地看到，在第三階互調(diào)信號的頻率2w2? w3、2w3? w2、w2+w3?w1極有可能與有用頻率相等，令2w2? w3、2w3? w2、w2+w3?w1等于w1，就可以得到不同組合的w3、w2，任何一個組合就可能產(chǎn)生和有用頻率相等的干擾信號。

4.2 如何有效抑制互調(diào)信號

衛(wèi)星的接受信號通常是高頻的，也就是說衛(wèi)星接受信號的頻率特征非常明顯。因此，可以在一定程度上根據(jù)接受信號頻率的不同，將互調(diào)干擾信號通過濾波器過濾掉。

濾波器的功能是對信號在特定頻率或頻段內(nèi)的頻率分量做加重或衰減處理（保持有用頻帶、抑制無用頻帶）。濾波的要求是不改變（或同等改變）有用頻帶的幅度特性和相位特性。

通常把能夠通過的信號頻率范圍定義為通帶，把受阻或衰減的信號頻率范圍稱為阻帶，通帶和阻帶的界限頻率稱為截止頻率。通常濾波器分為：低通濾波器電路（LPF）、高通濾波器電路（HPF）、帶通濾波器電路（BPF）、帶阻濾波器電路（BEF）及全通濾波器電路（APF）五種，處于通帶中的信號波會被無條件放行，波的特性不會改變，而處于阻帶內(nèi)的波將被過濾掉。

如果選擇高通濾波器電路（HPF），那么低頻的干擾信號就會被濾波器自動衰減掉。對高通濾波器電路進行設(shè)定，設(shè)定讓高頻有用信號通過的最低頻率，那么比這個頻率高的信號就會順利通過，比這個頻率低的信號就會衰減掉，通過濾波器的信號都是衛(wèi)星接收器需要的高通濾波。不過，由于互調(diào)干擾信號的頻率也會存在高頻情況，因此通過高通濾波器電路（HPF）并不能完全過濾掉互調(diào)干擾。

上文提到由于互調(diào)干擾信號的頻率會存在高頻情況，因此通過高通濾波器電路（HPF）并不能完全過濾掉互調(diào)干擾。的確，這也是實際工作中最讓人頭疼的地方，不過目前還沒有好的辦法加以抑制。那么實際中，這些對互調(diào)信號敏感的信號放大電路就會安裝信號屏蔽，完全將所有信號拒之門外，因此這些電路就不會受到互調(diào)信號的干擾。此外，由于有用信號對這些電路沒有什么作用，這樣的電磁信號屏蔽并不會帶來任何不妥。

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