民用無線電發(fā)射信號對電磁環(huán)境的影響

羅振銘

在社會信息化水平不斷發(fā)展的過程中，無線電業(yè)務(wù)需求在此過程中得到了快速增長，因此，為信息發(fā)展提供了重要推動力。在工業(yè)、商業(yè)以及公共安全等領(lǐng)域中，民用通信、導(dǎo)航、遙控、廣播、電視等業(yè)務(wù)得到了較多應(yīng)用，具有較高的業(yè)務(wù)量。而在民用無線電業(yè)務(wù)快速發(fā)展的同時，也占用較多電磁頻譜資源，使電子設(shè)備所處環(huán)境具有了較復(fù)雜的特點，需要做好影響情況以及對應(yīng)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(huán)境的影響進(jìn)行研究。第一，空間影響。根據(jù)我國基站天線規(guī)定，對于移動通信基站來說，根據(jù)類型的不同可以將其天線分為定向單極化天線、定向正負(fù)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(jìn)行研究，此時，俯仰面波束的寬度即為13°與5.5°。此時，當(dāng)基站以全向方式進(jìn)行發(fā)射、且電子設(shè)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(nèi)。且當(dāng)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(fā)射信號功率。從設(shè)備對信號功率的接收情況也可以了解到，當(dāng)其高度在1 km時，設(shè)備接收機(jī)在具體基站信號發(fā)射功率的接收方面具有不顯著的特點。如設(shè)備接收機(jī)具有較高的靈敏度、是以高靈敏度對其進(jìn)行設(shè)計的，當(dāng)高度在20 km左右時，系統(tǒng)基站信號發(fā)射功率情況也將影響設(shè)備接收機(jī)的正常工作開展。且對于移動信號基站來說，其在實際應(yīng)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(fā)射信號主波束范圍以內(nèi)?？梢哉f，該種基站發(fā)射信號遍布情況的存在，將對高靈敏度電子設(shè)備接收機(jī)的性能產(chǎn)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(shè)備在具體運行性能以及功能方面的影響，即需要對接收機(jī)在該頻段高靈敏度的設(shè)計狀態(tài)進(jìn)行慎重考慮。而如果發(fā)射信號處于1810～1850 MHz，為30°方位面覆蓋的雙極化天線，當(dāng)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(huán)境下，基站天線在以交叉計劃定向90°向外進(jìn)行發(fā)射時，當(dāng)墊子設(shè)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(nèi)。而根據(jù)兩次情況的對比可以發(fā)現(xiàn)，如果電子設(shè)備的位置在基站發(fā)射區(qū)域范圍以內(nèi)，那么其則將接收到具有更大功率的基站發(fā)射信號。該種情況的存在，即表明當(dāng)基站天線以90°交叉極化定向發(fā)射時，其影響到設(shè)備接收機(jī)的情況將更為明顯。根據(jù)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(jìn)行滿足，在方位上，要保證發(fā)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(shè)備接收機(jī)。第二，時間影響。為保障具體服務(wù)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(xiàn)連續(xù)工作。該種情況的存在，其從時間角度來看即能創(chuàng)造良好的條件，保證信號能夠被電子設(shè)備接收機(jī)所接收。信號波形方面，其所發(fā)射的信號為通過多種調(diào)制方式處理的準(zhǔn)連續(xù)波信號，對于具有較寬工作帶寬的電子設(shè)備接收機(jī)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(fā)射功率。對于該種發(fā)射功率來說，在有限的距離范圍內(nèi)，能夠較容易地被高靈敏度電子設(shè)備所截獲。第四，頻域影響。GSM基站向外所發(fā)射的頻率在930～960 MHz之間，對于其余信號發(fā)射頻率來說，可以說，已經(jīng)對典型頻率中的很多子頻段進(jìn)行了基本覆蓋。對于電子設(shè)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(fā)射信號則可以影響電子設(shè)備的具體接收情況。

2 主要影響與解決措施

根據(jù)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(shè)備處在一個較低的高度時，GSM900/1800雙頻段數(shù)字基本發(fā)射信號則對設(shè)備接收機(jī)的背景信號進(jìn)行了構(gòu)成，當(dāng)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(qiáng)的基站信號功率，可能在對電子設(shè)備接收機(jī)造成堵塞的情況下影響設(shè)備靈敏度。而在使用高靈敏度接收機(jī)時，無論在任何高度，電子設(shè)備都能對來自不同基站所發(fā)射出的信號進(jìn)行接收，也將因此對電子設(shè)備在信號的正常接收產(chǎn)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(shè)備產(chǎn)生的影響，需要采取與應(yīng)用以下措施。第一，在緊急情況下，對電氣設(shè)備附近區(qū)域的民用通信發(fā)射臺進(jìn)行關(guān)閉。但對于該方式來說，其將導(dǎo)致周邊區(qū)域民用通信出現(xiàn)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(shè)備工作區(qū)域選擇方面，需要盡可能同民用通信發(fā)射信號所在的區(qū)域相遠(yuǎn)離。當(dāng)然，該方式較適合應(yīng)用在沙漠以及海上等地區(qū)，在其他區(qū)域應(yīng)用中則將受到工作區(qū)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(shè)備進(jìn)行使用，以此起到避開民用發(fā)射站發(fā)射區(qū)的作用。第四，對電子設(shè)備的工作區(qū)域進(jìn)行合理的部署規(guī)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(qū)域。第五，在具有集中移動通信區(qū)域，需要減少使用高靈敏度電子設(shè)備。第六，在電子設(shè)備設(shè)計的初期即可以對電子設(shè)備工作頻段以及民用通信信號進(jìn)行一體化設(shè)計分析處理，如發(fā)射信號處在設(shè)備接收機(jī)頻段以內(nèi)，則可以根據(jù)實際情況通過陷波或濾波方式的應(yīng)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(tǒng)中，噪聲電子也將影響可用信號電平。在具體發(fā)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(guī)律器在無線電設(shè)備上進(jìn)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(shè)備噪音，能夠在保證輸送效率的基礎(chǔ)上，提升設(shè)備的抗干擾及噪音能力，起到降低影響的效果。

3 結(jié)語

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

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