微波通信的干擾與抗干擾探討

薛榮華

【摘要】干擾是導(dǎo)致微波信號衰減、音視頻質(zhì)量下降的重要因素，在微波通信領(lǐng)域，為保障微波傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要加強對微波通信干擾于抗干擾方面的研究。本文在分析微波通信的干擾因素的基礎(chǔ)之上，探究微波通信干擾的危害，然后提出應(yīng)對微波通信干擾，提高微波通信傳輸質(zhì)量的有效措施，以推動微波通信的廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】微波通信;干擾因素;抗干擾;

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.10..004

微波通信是使用波長在0.1mm-1m之間的電磁波進行通信傳輸?shù)囊环N方式，微波通信以微波作為通信媒介，具有傳輸容量大、距離遠、信號好、成本低等優(yōu)點，在廣播電視領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。微波通信在為人們帶去高質(zhì)量節(jié)目的同時，也存在著一些影響其發(fā)展的因素，尤其是干擾因素的存在，導(dǎo)致微波通信技術(shù)的應(yīng)用受到限制，不利于微波通信技術(shù)的發(fā)展，因此對微波通信干擾因素的分析，有助于發(fā)現(xiàn)影響微波通信的源頭，進而采取更具針對性的措施。

1. 微波通信干擾所產(chǎn)生的危害

1.1? 對民用微波通信的危害

微波通信在民用領(lǐng)域主要應(yīng)用于移動通信、廣播電視、交通通信等，民用微波通信關(guān)系到人們的日常生活，于人們的日常生活聯(lián)系緊密，當(dāng)民用微波通信受到干擾時，民用微波通信會出現(xiàn)信號衰減、信號紊亂等問題，導(dǎo)致微波通信的信號強度減弱，降低微波通信信的傳輸質(zhì)量，出現(xiàn)信號失真、音視頻不清晰等問題。引發(fā)民用微波通信出現(xiàn)干擾現(xiàn)象的因素較多，主要為自然災(zāi)害和人為因素，自然災(zāi)害是指發(fā)生大風(fēng)、暴雨、雷電等自然現(xiàn)象時，對民用微波通信造成的巨大干擾，導(dǎo)致微波通信信號傳輸受到阻礙或干擾，致使微波通信信號難以有效傳輸。人為因素所引發(fā)的干擾現(xiàn)象較多，且干擾源較為復(fù)雜，對微波通信設(shè)備的不當(dāng)使用和維護，都有可能引發(fā)民用微波通信干擾現(xiàn)象的產(chǎn)生。當(dāng)民用微波通信出現(xiàn)干擾現(xiàn)象時，會直接導(dǎo)致人們的移動通信、廣播電視、交通通信等出現(xiàn)阻礙，無法使用移動終端撥打電話、發(fā)送短信、上網(wǎng)等，導(dǎo)致熱門的正常工作與生活受到巨大的影響，嚴重時會給地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展造成一定的破壞，影響地方經(jīng)濟的發(fā)展，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。

1.2? 對軍用微波通信的危害

在軍用微波通信領(lǐng)域，微波通信被應(yīng)用于電子戰(zhàn)和戰(zhàn)地通信方面，電子戰(zhàn)關(guān)系到國防安全，是維護國家安全、保障人民安居樂業(yè)的利器。當(dāng)軍用微波通信受到干擾時，電子戰(zhàn)的作戰(zhàn)設(shè)備將會受到影響，甚至是壓制，而難以正常的工作，無法發(fā)揮出電子戰(zhàn)的優(yōu)勢，導(dǎo)致我國的微波通信方面難以有效的發(fā)揮作用，處處受制于敵人。在戰(zhàn)地通信方面，因微波通信受到干擾，戰(zhàn)地通信將難以順暢進行，指揮部與各部隊之間存在著失去聯(lián)系的危險，一旦不能與各部隊順暢的進行溝通，將會使部隊與部隊之間失去聯(lián)系，指揮系統(tǒng)被癱瘓、部隊難以有效聚集，影響到部隊?wèi)?zhàn)斗力的提高。此外在軍用微波通信領(lǐng)域，微波通信一旦受到干擾，航空導(dǎo)航通信、水上通信等都將受到影響，飛機的起飛和返航、艦船的駛?cè)肱c駛出都將難以正常進行，出現(xiàn)較大的威脅。因此微波通信干擾問題，對軍事領(lǐng)域的影響較大，需要加強軍事領(lǐng)域?qū)ξ⒉ㄍㄐ诺目垢蓴_研究與應(yīng)用，提高軍用微波通信設(shè)備的抗干擾能力。

2. 微波通信干擾產(chǎn)生的因素分析

微波通信的干擾現(xiàn)象產(chǎn)生并不是偶然，而是有著多種因素，通過對這些因素的分析，可在微波通信抗干擾方面，采取更為有效的措施。

2.1 自然與非自然干擾源

自然與非自然干擾源是影響微波通信的重要因素，通過對干擾源的排查，可找到干擾微波通信的因素所在，進而消除干擾源，保障微波通信的安全穩(wěn)定傳輸。微波通信的干擾源，主要分為自然因素與非自然因素兩種，自然干擾源是指來源于自然環(huán)境的干擾源，自然干擾源種類較多，可分為大氣噪聲、太陽噪聲、宇宙噪聲、靜電放電等，大氣噪聲是大氣運動所引發(fā)的干擾現(xiàn)象，如雷電所產(chǎn)生的脈沖干擾，從1Hz到100MHz的通信，都都能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生較強的干擾，傳播的距離較遠。當(dāng)發(fā)生暴雨天氣時，因暴雨天氣所產(chǎn)生的干擾現(xiàn)象，也能夠影響微波通信的傳輸效果，導(dǎo)致微波通信信號出現(xiàn)失真現(xiàn)象。太陽噪聲是因為太陽運動所引發(fā)的干擾現(xiàn)象，如太陽的黑子輻射，當(dāng)太陽黑子活動頻繁時，會引發(fā)地球的電離層發(fā)生嚴重的騷亂，地球的大氣層中，紫外線和X射線數(shù)量猛增，致使地球的電離層密度增大，對微波通信產(chǎn)生強烈的干擾，嚴重時會導(dǎo)致微波通信傳輸?shù)闹苯又袛?，無法進行微波通信傳輸;太陽黑子活動還會引發(fā)極蓋吸收現(xiàn)象，直接吸收大氣層中的電磁波，導(dǎo)致微波通信的中斷。靜電放電是常見的微波通信干擾源，靜電現(xiàn)象無處不在，當(dāng)條件具備時便會引發(fā)靜電現(xiàn)象，當(dāng)靜電現(xiàn)象產(chǎn)生時，瞬間能夠釋放出幾十萬伏的電壓，能夠擊穿微波通信設(shè)備的電子元器件，導(dǎo)致微波通信設(shè)備的損害，引發(fā)微波通信的干擾現(xiàn)象。自然干擾源的存在加大了微波通信傳輸過程中受到干擾的系數(shù)，導(dǎo)致微波通信難以有效的傳輸。

非自然干擾源主要是指人為干擾源、微波通信裝備等，人為干擾源是指人為因素引發(fā)的干擾現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)人為的不當(dāng)操作時，便會引發(fā)人為的干擾現(xiàn)象，導(dǎo)致微波通信出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，如對微波通信設(shè)備的不當(dāng)操作，或是在操作微波通信設(shè)備時，因個人防護不當(dāng)，出現(xiàn)了靜電現(xiàn)象，都會干擾微波通信設(shè)備的運行，引發(fā)微波通信設(shè)備故障。此外微波通信設(shè)備與其他電子設(shè)備位置相近時，也會引發(fā)干擾現(xiàn)象，如微波通信基站靠近移動通信基站、衛(wèi)星接收器時，因信號的頻率、信道相近，便會引發(fā)微波通信設(shè)備之間產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，影響微波通信設(shè)備的正常運行。當(dāng)微波通信設(shè)備附近有高壓電網(wǎng)時，當(dāng)電流運行功率過大時，便會對微波通信設(shè)備、微波通信信號產(chǎn)生干擾，造成微波信號的衰減、失真、信噪比增大等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.2 耦合信道間的干擾

耦合信道所產(chǎn)生的干擾種類較多，如電容耦合、公共阻抗耦合、電磁感應(yīng)耦合、直接耦合、輻射耦合等，對微波通信造成較強干擾的時電磁感應(yīng)耦合、輻射耦合。電磁感應(yīng)耦合是指微波通信設(shè)備周圍存在著磁場，因磁場的影響導(dǎo)致微波通信設(shè)備存在著耦合信道，彼此相鄰的電子元器件形成干擾，出現(xiàn)微波通信干擾的現(xiàn)象。針對電磁感應(yīng)耦合所造成的干擾現(xiàn)象，可通過對電路的獨立劃分、屏蔽進行，降低電子元器件間的耦合信道所造成的信道、信號干擾現(xiàn)象。輻射耦合是指在微波信號傳輸時，微波信號的傳輸路徑便是耦合信道，因微波信號傳輸路徑較遠，或是微波通信設(shè)備的環(huán)境較為復(fù)雜時，便會產(chǎn)生符合耦合現(xiàn)象，產(chǎn)生信號之間的干擾。此外還有天線耦合現(xiàn)象，天線耦合是指微波通信設(shè)備的接收天線，因接收到其他微波信號時所造成的干擾，容易出現(xiàn)信號失真現(xiàn)象。

2.3 敏感設(shè)備所造成的干擾

微波通信設(shè)備運行時所處的環(huán)境較為復(fù)雜，周邊存在著其他電子設(shè)備、電氣設(shè)備時，因彼此所發(fā)出的信號交叉形成較為敏感的環(huán)境，導(dǎo)致微波通信設(shè)備的元器件形成干擾，最終影響微波通信設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。如感應(yīng)加熱設(shè)備、高頻設(shè)備、繼電器、電梯等設(shè)備，在運轉(zhuǎn)時便會對微波通信設(shè)備造成不同程度的干擾。

3. 提高微波通信抗干擾能力的有效措施

3.1 完善微波通信設(shè)備的設(shè)計

鑒于微波通信設(shè)備周邊環(huán)境對微波信號傳輸所造成的影響，為有效消除此影響，應(yīng)在微波通信設(shè)備的設(shè)計階段，便重視微波通信設(shè)備電路設(shè)計工作，優(yōu)化設(shè)計微波通信設(shè)備的電路，做好對自然干擾源、非自然干擾源、耦合信道的屏蔽設(shè)計，如將微波通信設(shè)備電路設(shè)計為獨立分區(qū)，每個分區(qū)之間使用屏蔽材料隔開，防止微波通信設(shè)備的信號交叉現(xiàn)象產(chǎn)生，同時降低自然干擾源、非自然干擾源、耦合信道所造成的微波信號干擾現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率?？紤]到電路中電流對微波通信設(shè)備所造成的不良影響，應(yīng)在設(shè)計微波通信設(shè)備的電路時，注意電容的選擇凸顯穩(wěn)定性，電路要簡單而不是復(fù)雜，減少電路中的回路，從而避免電流流通較多而引發(fā)的信號干擾問題的產(chǎn)生。

3.2 注重微波通信設(shè)備的電磁屏蔽

耦合信道中的電磁感應(yīng)耦合、敏感設(shè)備都會導(dǎo)致微波通信設(shè)備發(fā)生干擾現(xiàn)象，為提高其抗干擾能力，應(yīng)在微波通信設(shè)備應(yīng)用的環(huán)境中，采用電磁屏蔽措施，屏蔽電磁信號對微波通信設(shè)備所造成的干擾現(xiàn)象。首先微波通信設(shè)備要遠離電磁感應(yīng)設(shè)備，尤其是微波通信設(shè)備的電線，要與電磁感應(yīng)設(shè)備保持一定的距離，防止接受信號時造成干擾。其次微波通信設(shè)備與電磁感應(yīng)設(shè)備之間應(yīng)有屏蔽板、屏蔽玻璃、屏蔽膜等，以有效隔開電磁感應(yīng)設(shè)備與微波通信設(shè)備，防止信號交叉所造成的微波通信設(shè)備干擾現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 強化電磁兼容提升兼容性

為有效提高微波通信的兼容性，可制定統(tǒng)一的微波通信標準，對微波通信做統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)定，實現(xiàn)微波通信信號的標準化處理，以此規(guī)范和完善微波通信技術(shù)的發(fā)展。在提高微波通信設(shè)備的兼容性以后，不同的微波設(shè)備所使用的技術(shù)標準一致，有助于降低因不同信號、信道交叉，所引發(fā)的微波通信干擾現(xiàn)象，達到增強抗干擾能力的效果。

結(jié)語：在微波通信干擾與抗干擾方面，本研究通過分析自然干擾源、非自然干擾源、敏感設(shè)備等，指出了微波通信中產(chǎn)生干擾的因素，并針對其提出了相應(yīng)的解決措施，有助于推動微波通信抗干擾能力的提升。

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