探討幹擾射頻的各種原因
發布時間:2020-04-28 責任編輯:lina
【導讀】如今可能造成射頻 幹gan擾rao的de原yuan因yin正zheng不bu斷duan增zeng多duo,有you些xie顯xian而er易yi見jian容rong易yi跟gen蹤zong,有you些xie則ze非fei常chang細xi微wei,很hen難nan識shi別bie發fa現xian。雖sui然ran仔zai細xi設she計ji基ji站zhan可ke以yi提ti供gong一yi定ding的de保bao護hu,但dan多duo數shu情qing況kuang下xia對dui幹gan擾rao信xin號hao隻zhi能neng在zai源yuan頭tou處chu進jin行xing控kong製zhi。本ben文wen討tao論lun射she頻pin幹gan擾rao的de各ge種zhong可ke能neng成cheng因yin,了le解jie其qi根gen源yuan後hou將jiang有you助zhu於yu工gong程cheng師shi對dui其qi進jin行xing測ce量liang 跟蹤和排除。
如今可能造成射頻 幹gan擾rao的de原yuan因yin正zheng不bu斷duan增zeng多duo,有you些xie顯xian而er易yi見jian容rong易yi跟gen蹤zong,有you些xie則ze非fei常chang細xi微wei,很hen難nan識shi別bie發fa現xian。雖sui然ran仔zai細xi設she計ji基ji站zhan可ke以yi提ti供gong一yi定ding的de保bao護hu,但dan多duo數shu情qing況kuang下xia對dui幹gan擾rao信xin號hao隻zhi能neng在zai源yuan頭tou處chu進jin行xing控kong製zhi。本ben文wen討tao論lun射she頻pin幹gan擾rao的de各ge種zhong可ke能neng成cheng因yin,了le解jie其qi根gen源yuan後hou將jiang有you助zhu於yu工gong程cheng師shi對dui其qi進jin行xing測ce量liang 跟蹤和排除。

射頻幹擾信號會給無線通信 基站覆蓋區域內的移動通信帶來許多問題,如電話掉線、連接出現噪聲、信道丟失以及接收語音質量很差等,而造成幹擾的各種可能原因則正以驚人的速度在增長。
如今最新最先進的複雜電信技術還必須與舊移動通信係統(如專用無線通信或尋呼等)共存於一個複雜環境中,其中多數舊係統在以後若幹年裏還將一直用下去;與此同時,其它無線 RF shebeirushuzishipinguangbohewuxianjuyuwangdengyouhuichanshengxindekenengshitongxinfuwuzhongduandexinhao。youyuhuanjingxianzhiyuelaiyueda,zhongduoxinyewujingxiangjizhanyouxiandefengwozhandian,shidefengwoxinhaofashetashangshumanlegezhongtianxian。ersuizhewomenyuelaiyueduoditongguoyidongdianhualianxi、在互聯網上觀看多媒體表演和進行商業貿易,甚至不久我們的汽車、冰箱和電烤箱也將使用 RF 信號互相交流,通信的天空將變得更加擁擠。
引起 RF 幹擾的原因
大(da)多(duo)數(shu)幹(gan)擾(rao)都(dou)是(shi)無(wu)意(yi)造(zao)成(cheng)的(de),隻(zhi)是(shi)其(qi)它(ta)正(zheng)常(chang)運(yun)營(ying)活(huo)動(dong)的(de)副(fu)產(chan)品(pin)。幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)隻(zhi)影(ying)響(xiang)接(jie)收(shou)器(qi),即(ji)使(shi)它(ta)們(men)在(zai)物(wu)理(li)上(shang)接(jie)近(jin)發(fa)射(she)器(qi),發(fa)射(she)也(ye)不(bu)會(hui)受(shou)其(qi)影(ying)響(xiang)。下(xia)麵(mian)列(lie)出(chu)一(yi)些(xie)最(zui)常(chang)見(jian)的(de)幹(gan)擾(rao)源(yuan),可(ke)以(yi)讓(rang)你(ni)知(zhi)道(dao)在(zai)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)下(xia)應(ying)該(gai)從(cong)何(he)處(chu)著(zhe)手(shou),要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)大(da)多(duo)數(shu)幹(gan)擾(rao)源(yuan)來(lai)自(zi)於(yu)基(ji)站(zhan)的(de)外(wai)部(bu),也(ye)即(ji)在(zai)你(ni)直(zhi)接(jie)控(kong)製(zhi)範(fan)圍(wei)之(zhi)外(wai)。
◆發射器配置不正確
另ling一yi個ge服fu務wu商shang也ye在zai你ni的de頻pin率lv上shang發fa射she信xin號hao。多duo數shu情qing況kuang下xia這zhe是shi因yin為wei故gu障zhang或huo設she置zhi不bu正zheng確que造zao成cheng的de,產chan生sheng衝chong突tu的de發fa射she器qi服fu務wu商shang會hui更geng急ji於yu糾jiu正zheng這zhe個ge問wen題ti,以yi便bian恢hui複fu其qi服fu務wu。
◆未經許可的發射器
在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),其(qi)它(ta)服(fu)務(wu)商(shang)是(shi)故(gu)意(yi)在(zai)與(yu)你(ni)同(tong)一(yi)個(ge)頻(pin)段(duan)上(shang)發(fa)射(she),通(tong)常(chang)是(shi)因(yin)為(wei)他(ta)根(gen)本(ben)沒(mei)有(you)拿(na)到(dao)許(xu)可(ke)。他(ta)可(ke)能(neng)在(zai)一(yi)個(ge)頻(pin)段(duan)上(shang)沒(mei)有(you)發(fa)現(xian)信(xin)號(hao),於(yu)是(shi)假(jia)定(ding)沒(mei)有(you)人(ren)在(zai)使(shi)用(yong)該(gai)頻(pin)段(duan),於(yu)是(shi)擅(shan)自(zi)加(jia)以(yi)利(li)用(yong)。發(fa)放(fang)許(xu)可(ke)的(de)政(zheng)府(fu)機(ji)構(gou)通(tong)常(chang)有(you)助(zhu)於(yu)趕(gan)走(zou)這(zhe)類(lei)無(wu)照(zhao)經(jing)營(ying)者(zhe)。
◆覆蓋區域重疊
你的網絡或其它網絡的覆蓋區域在一個或多個信道上超過規定範圍。天線傾斜不正確、發fa射she功gong率lv過guo大da或huo環huan境jing變bian化hua等deng都dou會hui引yin起qi覆fu蓋gai區qu域yu重zhong疊die,如ru某mou人ren砍kan掉diao了le一yi片pian樹shu林lin或huo推tui倒dao一yi個ge建jian築zhu物wu,而er這zhe些xie原yuan本ben可ke以yi阻zu擋dang另ling一yi位wei置zhi上shang所suo發fa出chu的de信xin號hao。
◆自身信號互調
兩個或兩個以上信號混在一起後會形成新調製信號,但卻不是任何所希望的信號。最常見互調是三次信號,例如兩個間隔為 1MHz 的信號會在原高頻信號之上 1MHz 和低頻信號之下 1MHz 各產生一個新信號,如果原來兩個信號分別處於 800 和 801MHz 頻段,則將在 799 和 802MHz 出現三次信號。
◆與另一發射器信號互調
互調幹擾也可能由於一個或多個外部無線信號通過天線饋送同軸電纜 ,然後進入造成衝突的發射器非線性終端放大器 造成,外來信號相互混雜並與發射器自己的信號混在一起,形成一個看上去像是通信頻段中的“新”頻率互調信號(經常都是不希望的)。
也(ye)可(ke)能(neng)由(you)兩(liang)個(ge)外(wai)部(bu)信(xin)號(hao)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao),而(er)造(zao)成(cheng)衝(chong)突(tu)的(de)發(fa)射(she)器(qi)本(ben)身(shen)的(de)信(xin)號(hao)沒(mei)有(you)參(can)加(jia),外(wai)部(bu)信(xin)號(hao)隻(zhi)是(shi)正(zheng)好(hao)用(yong)到(dao)發(fa)射(she)器(qi)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)級(ji)而(er)混(hun)在(zai)了(le)一(yi)起(qi)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),混(hun)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)兩(liang)個(ge)信(xin)號(hao)沒(mei)有(you)一(yi)個(ge)有(you)問(wen)題(ti),肇(zhao)事(shi)者(zhe)是(shi)發(fa)射(she)器(qi)。
解決這個問題有點難度,因為它要求對看上去工作正常的發射器進行改動。需要增加一個窄帶濾波器 以盡可能衰減外麵的信號,再加一個鐵氧體絕緣子使 RF 從(cong)發(fa)射(she)器(qi)傳(chuan)送(song)到(dao)天(tian)線(xian)並(bing)衰(shuai)減(jian)饋(kui)線(xian)上(shang)返(fan)回(hui)的(de)信(xin)號(hao)。在(zai)同(tong)時(shi)使(shi)用(yong)多(duo)個(ge)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)發(fa)射(she)塔(ta)上(shang),業(ye)主(zhu)經(jing)常(chang)要(yao)求(qiu)所(suo)有(you)發(fa)射(she)器(qi)都(dou)安(an)裝(zhuang)這(zhe)類(lei)濾(lv)波(bo)器(qi)和(he)絕(jue)緣(yuan)子(zi)。
◆生鏽的圍牆 / 房頂等造成的互調
發(fa)射(she)器(qi)並(bing)不(bu)是(shi)互(hu)調(tiao)信(xin)號(hao)的(de)唯(wei)一(yi)滋(zi)生(sheng)地(di),非(fei)線(xian)性(xing)連(lian)接(jie)也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)附(fu)近(jin)生(sheng)鏽(xiu)的(de)白(bai)鐵(tie)皮(pi)房(fang)頂(ding)或(huo)圍(wei)牆(qiang)。當(dang)無(wu)線(xian)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)很(hen)大(da)時(shi),房(fang)頂(ding)各(ge)部(bu)分(fen)之(zhi)間(jian)生(sheng)鏽(xiu)部(bu)分(fen)將(jiang)起(qi)到(dao)非(fei)線(xian)性(xing)二(er)極(ji)管(guan) 的(de)作(zuo)用(yong),像(xiang)這(zhe)種(zhong)來(lai)自(zi)物(wu)理(li)結(jie)構(gou)的(de)互(hu)調(tiao)影(ying)響(xiang)很(hen)難(nan)阻(zu)止(zhi),因(yin)為(wei)它(ta)們(men)因(yin)天(tian)氣(qi)狀(zhuang)況(kuang)而(er)異(yi),風(feng)會(hui)把(ba)金(jin)屬(shu)生(sheng)鏽(xiu)部(bu)分(fen)壓(ya)在(zai)一(yi)起(qi)或(huo)分(fen)開(kai),雨(yu)則(ze)改(gai)變(bian)鐵(tie)鏽(xiu)特(te)性(xing)。嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)通(tong)信(xin)的(de)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)維(wei)修(xiu)或(huo)替(ti)換(huan),以(yi)恢(hui)複(fu)可(ke)靠(kao)的(de)通(tong)信(xin)連(lian)接(jie)。
◆天線或連接器中的互調
有時即使同軸電纜或天線本身一點很小的腐蝕也會產生問題,盡管還不足以引起信號丟失或 VSWR 問(wen)題(ti),但(dan)腐(fu)蝕(shi)會(hui)像(xiang)一(yi)個(ge)品(pin)質(zhi)很(hen)差(cha)的(de)二(er)極(ji)管(guan)一(yi)樣(yang)造(zao)成(cheng)細(xi)微(wei)互(hu)調(tiao)。如(ru)果(guo)附(fu)近(jin)有(you)幾(ji)個(ge)大(da)功(gong)率(lv)發(fa)射(she)器(qi),那(na)麼(me)產(chan)生(sheng)的(de)互(hu)調(tiao)會(hui)強(qiang)到(dao)足(zu)以(yi)幹(gan)擾(rao)移(yi)動(dong)手(shou)機(ji)與(yu)基(ji)站(zhan)之(zhi)間(jian)的(de)微(wei)弱(ruo)通(tong)信(xin)信(xin)號(hao)。找(zhao)出(chu)這(zhe)類(lei)問(wen)題(ti)根(gen)源(yuan)最(zui)難(nan)的(de)地(di)方(fang)在(zai)於(yu)鬆(song)開(kai)天(tian)線(xian)係(xi)統(tong)一(yi)個(ge)連(lian)接(jie)器(qi)會(hui)打(da)亂(luan)氧(yang)化(hua) 程cheng度du並bing暫zan時shi使shi問wen題ti中zhong止zhi,此ci時shi你ni必bi須xu花hua更geng多duo時shi間jian認ren真zhen記ji錄lu旋xuan鬆song或huo擰ning緊jin的de是shi哪na一yi個ge連lian接jie器qi並bing在zai每mei步bu之zhi後hou進jin行xing試shi驗yan以yi確que定ding它ta是shi否fou就jiu是shi罪zui魁kui禍huo首shou。
◆正規發射器超載
fasheqifachuderenhepinlvqiangxinhaodouhuishilinjinxitongchaozai,weiyijiejuebanfashizaijieshouqitianxiandianlanshanganzhuangyigelvboqi,shixiwangdexinhaotongguo,erjiangchaozaixinhaoshuaijian。
◆鄰近發射器上相鄰信道功率
suizhefenpeidepinpuyuelaiyueyongji,huxiangjingzhengdewuxianyewusuofendaodepinlvyuelaiyuejiejin,congershiyigexitongfashexindaozaoshengbiandaichuxianzaihuozuzhilingyigelinjinjieshouxindaodefengxianzengjia。ruguofasheqifuhejishuguifanyaoqiu,zexuyaogenggaixindaohuozengjiafasheqihejieshouqizhijiandewulifenge。
◆廣播發射器諧波
大功率源如商業廣播電台等會產生大功率信號諧波,例如一個 5MW 發射器很容易產生 5W xiebo,zuyiganraofujindeyidongtongxin。ruguogaifasheqifuhesuoyouguifanhezhengfuguiding,nameweiyidejiejuefangfakenengzhiyouqianyitongxintianxianyibikaifasheqi,huozhezhongxinfenpeipinlvfanganshidezaochengchongtufasheqifujindetongxinjizhanshiyongdeshibushouqixiebonengliangyingxiangdexindao。
◆“老爺”級 STL 用戶
在蜂窩係統出現之前,900MHz 和 1,400~2,200MHz 波段通常分配用於廣播電台的演播室與發射器連接(STL)。政(zheng)府(fu)現(xian)已(yi)將(jiang)這(zhe)些(xie)頻(pin)率(lv)重(zhong)新(xin)分(fen)配(pei)給(gei)蜂(feng)窩(wo)運(yun)營(ying)商(shang),但(dan)是(shi)他(ta)們(men)常(chang)常(chang)又(you)沒(mei)有(you)限(xian)製(zhi)老(lao)用(yong)戶(hu),而(er)讓(rang)他(ta)們(men)繼(ji)續(xu)在(zai)沒(mei)有(you)衝(chong)突(tu)的(de)頻(pin)率(lv)上(shang)運(yun)營(ying)。當(dang)在(zai)這(zhe)些(xie)頻(pin)段(duan)開(kai)展(zhan)新(xin)的(de)蜂(feng)窩(wo)業(ye)務(wu)時(shi),那(na)些(xie)發(fa)射(she)器(qi)應(ying)該(gai)轉(zhuan)向(xiang)新(xin)頻(pin)率(lv),但(dan)有(you)些(xie)還(hai)需(xu)要(yao)加(jia)以(yi)“提醒”。
◆音頻整流
在極個別地方,基站控製器端還在使用模擬音頻輸入傳送給無線輸出,因此會受到附近 AM 廣播或短波電台強信號的影響。AM 信號可能進入音頻電路 後並被整流,使得電話交談中混入廣播音頻信號。在與基站連接的音頻部分周圍進行良好屏蔽應能解決這個問題。
認識幹擾源類型
幹擾可以按其自身特性進行分類,也可以按它對基站和手機通信的影響來分,衝突頻率是顯示幹擾源和幹擾結果最常用的指示器。
◆頻外幹擾源
這zhe是shi一yi種zhong主zhu要yao幹gan擾rao,包bao括kuo一yi些xie與yu接jie收shou器qi頻pin率lv相xiang近jin而er不bu相xiang同tong的de強qiang信xin號hao,強qiang度du很hen大da足zu以yi影ying響xiang輸shu入ru。這zhe些xie信xin號hao通tong常chang很hen接jie近jin預yu定ding頻pin率lv,因yin為wei接jie收shou器qi輸shu入ru濾lv波bo器qi會hui濾lv掉diao其qi它ta相xiang差cha太tai遠yuan的de信xin號hao。
讓我們來看一看接收器受到的兩種影響。一種是前端阻塞,它由於強信號進入接收器使第一級(前置放大器或混頻器)過載完全飽和引起,這樣會使更強信號無法接收。另一個影響是減感效應,附近的信號進入接收器後被 AGC(自動增益控製)發現或者啟動限製器電路,造成增益下降。接收器表現得就像是靈敏度降低,因此微弱信號會丟失,對強信號的信噪比也將減小。
◆頻內幹擾源
第二類幹擾包括和預定通信信號頻率一樣的信號(無論強弱),通常由下列情況引起:
·正常手機信號超出其預定範圍
·發射器故障或配置不當
·正常發射器的信號諧波
·其它電氣裝置輻射出的無意幹擾信號
◆頻外幹擾源產生的頻內影響
這zhe類lei幹gan擾rao源yuan最zui難nan跟gen蹤zong,看kan上shang去qu是shi在zai頻pin率lv內nei的de信xin號hao,但dan卻que沒mei有you明ming顯xian的de幹gan擾rao源yuan,例li如ru兩liang個ge或huo以yi上shang在zai其qi自zi己ji頻pin率lv上shang完wan全quan正zheng常chang的de信xin號hao在zai非fei線xian性xing元yuan件jian內nei混hun合he後hou形xing成cheng的de互hu調tiao信xin號hao。
◆有意幹擾
buhuaihaoyideguyiganraotongchangshizaixinhaopinlvnei,biaoxiandegengxiangshiyigepeizhibudangdefasheqi。womenjiangtadandufenleishiyinweitatongchangjuyoutebienanyizhuomoheyouhaidetexing。
有you這zhe樣yang一yi個ge有you意yi幹gan擾rao的de例li子zi,有you人ren在zai叢cong林lin山shan上shang某mou處chu遠yuan距ju離li攻gong擊ji一yi個ge雙shuang向xiang無wu線xian轉zhuan發fa器qi係xi統tong。係xi統tong開kai始shi時shi在zai其qi輸shu入ru頻pin率lv上shang收shou到dao一yi個ge非fei常chang微wei弱ruo的de信xin號hao(其中正確的音頻解碼激活了轉發器),隻在夜間出現,該信號一直留在空中,最後使轉發器超時繼電器 失shi效xiao並bing使shi係xi統tong癱tan瘓huan直zhi到dao早zao晨chen信xin號hao消xiao失shi。幹gan擾rao源yuan特te別bie難nan查zha找zhao是shi因yin為wei信xin號hao太tai弱ruo而er無wu法fa發fa現xian,並bing且qie它ta隻zhi在zai夜ye裏li發fa射she。最zui後hou找zhao到dao時shi才cai發fa現xian幹gan擾rao源yuan是shi位wei於yu轉zhuan發fa器qi天tian線xian杆gan附fu近jin一yi棵ke樹shu頂ding上shang的de一yi個ge帶dai小xiao型xing太tai陽yang能neng電dian池chi板ban的de微wei型xing發fa射she器qi,發fa射she器qi白bai天tian關guan閉bi,其qi太tai陽yang能neng電dian池chi 板則利用此時給電池充電。
◆諧波
上shang麵mian幾ji種zhong還hai是shi指zhi相xiang對dui幹gan淨jing的de原yuan始shi信xin號hao,在zai實shi際ji情qing況kuang下xia,信xin號hao中zhong還hai有you強qiang到dao能neng產chan生sheng幹gan擾rao的de基ji頻pin諧xie波bo,例li如ru美mei國guo甚shen高gao頻pin電dian視shi發fa射she器qi就jiu要yao求qiu安an裝zhuang一yi個ge濾lv波bo器qi將jiang其qi諧xie波bo至zhi少shao減jian小xiao到dao主zhu載zai波bo 60dB 以下。最麻煩的諧波是三次諧波,因為它很容易由發射器中小的非線性元件產生。一個在 621.25MHz 下工作的 5MW 電視信號發射器,其三次諧波為 1863.75MHz,即使在 60dB 以下(濾波之後)三次諧波還有 5W!從俯瞰城市的高處發出這種頻率和功率信號很容易給全城蜂窩移動通信信號帶來極大破壞。
諧xie波bo信xin號hao還hai有you一yi個ge特te性xing使shi它ta更geng難nan辨bian識shi其qi來lai源yuan。產chan生sheng諧xie波bo的de乘cheng法fa過guo程cheng會hui改gai變bian頻pin譜pu圖tu,其qi寬kuan度du和he偏pian差cha都dou要yao乘cheng以yi和he載zai波bo頻pin率lv一yi樣yang的de因yin數shu。例li如ru一yi個ge位wei於yu 157.54MHz 下 13kHz 寬的雙向無線 FM 信號的 10 次諧波為 130kHz 寬,基波隻有 5kHz 偏移在諧波頻率 1575.4MHz 下會變成 50kHz。如果這種發射器與一個基站共用一個發射塔,其 10 次諧波將完全覆蓋 GPS 接收器,使基站癱瘓。對一個 100W FM 發射器,總共需要約 195dB 的衰減才能避免這種幹擾,要用天線隔離和濾波器抑製才能實現。
本文結論
我們討論了移動通信係統中常見 RF 幹擾產生的原因,並提出一些排除故障的方法。有了比較多的了解後,工程師就能更好地應用新的幹擾測量工具來認識和跟蹤幹擾源。
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