短波监测机房传导性耦合干扰防护研究

陈钰羽，周凌霄

（国家无线电监测中心云南监测站，云南 昆明 650000）

0 引言

短波监测站是国家监测中心短波监测网的重要组成，良好的机房电磁环境是监测质量的重要保障，随着监测站短波机房监测设备及用电设备的增加，短波监测机房用电环境愈加复杂，对短波无线电监测系统形成潜在干扰威胁，可能直接对监测系统形成电磁干扰，严重的情况下，甚至可能会导致产生错误的监测结果。对无线电监测站监测机房进行科学合理的分析和改善，能有效减少无线电监测机房传导性耦合干扰存在的可能性，以免接收机因受到传导干扰导致其性能呈现恶化趋势，保证机房内的设备能够良好运行。

1 传导性耦合干扰

无论复杂还是简单的通信系统，电磁干扰的发生都需要满足电磁干扰的基本条件：电磁干扰源、干扰传播途径和敏感设备[1]，理论上将这三个基本条件称为电磁干扰三要素，其关系如图1所示。

图1 电磁干扰基本要素

电磁干扰的传播途径分为两种：一种是辐射性耦合，另一种是传导性耦合。本文主要考虑从避免传导性耦合的角度，提出机房电磁干扰的防护措施。图2为电磁干扰传播途径的分类梳理图。

图2 电磁干扰传播途径分类

传导性耦合：电磁干扰通过导线、电阻、电容及电感而耦合至敏感设备。传导性耦合根据其不同的耦合原理分为电路性耦合、电容性耦合和电感性耦合。下面对三个不同种类的传导性耦合进行具体分析：

（1）电路性传导耦合：等效电路的模型如图3所示，我们可以看出，当I1、I 2同时经过公共的电阻Z12时，电路左侧的回路电流I1会在Z12上形成电压影响右侧的电路回路，同理右侧的回路电流I 2会在Z12上形成的电压就会影响到左侧电路回路，这就是最简单的电路性传导耦合的电路模型。

图3 电路性耦合电路的一般模型

（2）电容性耦合：由于不同导体之间总是存在着杂散分布的电容（这种电容也称为分布电容）而引起的耦合效应。在图4的简要电路模型中，线路中的分布式电容C的存在可以等效为电阻R，这种电容性耦合的存在使得系统出现干扰电压，若经过层层叠加放大，则会形成干扰信号。

图4 电感性耦合

（3）电感性耦合：一个电路形成的磁路交链，影响了另一个线路的电动势。大体等效电路图如图5所示。

图5 电容性耦合等效电路

对于短波机房而言，监测设备同外界接触的部分只有电源和馈线，因此，机房的传导干扰防护主要在于电路性耦合防护；对于电容性耦合和电感性耦合，这主要取决于设备自身的电磁兼容性设计，目前的监测设备都有这方面的设计，电容性耦合和电感性耦合发射的几率不大，从外部也很难对此进行防护。

2 传导干扰抑制方法

（1）对于传导性辐射干扰，一般采取的抑制方式是在电路或系统上加装滤波器，滤波器的加装是抑制传导性辐射的重要手段。电源滤波器是一种对供电电路进行频段隔离的设备，可以使需要的频率通过，而衰减其他不需要的频率成分。从短波机房的传导性辐射防护的角度出发，所选用的电源滤波器需重点过滤短波频段的频率成分。

（2）确保短波监测设备的接地良好[2]。设备接地是设备安全使用的必然要求，同时可以防止各种设备、电路在设备运行时产生相互干扰，提高设备的电磁兼容性。短波监测设备接地的含义有如下两个：一个是指监测设备和地相连，另外一个是指设备的零电位参考点。作为监测机房，需要定时检查设备的接地情况，包括接地是否良好接触，接地的电阻是否满足系统设计的要求。

3 防护方案

为了有效降低短波监测机房的传导干扰，减少机房内设备被传导性辐射干扰的可能性，提高机房抗传导性辐射能力。我们在机房强电总线入口处加装电源滤波器[3]，在设备间电源线连接处增加电源隔离插座。这种做法可有效抑制传导性干扰通过电源线传入机房，消除电源电路和交换电路的传导性辐射干扰。

（1）在监测机房、网络机房的供电线路前端加装电源滤波器。具体安装如图6所示。

图6 电源滤波器

电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路，其本质上是一个阻抗适配网络。又可以称为EMI电源滤波器，一端连接电源，另外一端是负载。理论上负载的阻抗越大，对传导干性耦合干扰的衰减效果就越好。在挑选适用的电源滤波器时，需要综合考虑滤波器的性能，选择适用的电源滤波器，使其能够更好地适应短波监测机房。

根据机房重点防护要求，我们选用了过滤HF频段的滤波器，除了选择正确的滤波器外，安装滤波器也需注意以下事项：

①滤波器的安装尽量靠近设备机房，以减少滤波器后端导线的长度，这样可减少新的干扰信号通过后端导线耦合进入线路系统内。②保证滤波器的接地良好，且和设备的接地电平一致，如果两者接地电平不一致，则会构成电路回路，引入不必要的干扰信号。③接入接出电源滤波器的电线应使用双绞线，不能存在其他的电磁耦合路径。④接入线和接出线之间应保持一定的距离，以免发生不必要的耦合。

图7 红黑插座

（2）在设备电源接口处增加简易滤波器，通过滤波器和屏蔽技术将线路传导干扰减小，同时防止电源线交叉感应。具体做法为将监测设备所用插座更换为红黑电源隔离插座。在选购电源隔离插座时应注意插座所屏蔽的工作频段。

4 短波监测机房传导干扰防护建议

（1）定期检查监测设备底噪，填写检查记录表，做好相应记录。并开展人员培养培训，确保工作人员具有相应能力。

（2）定期检查机房馈线、网线和接线是否完好。由于机房设备时有拆卸、新增情况；机房、馈线管道时有虫鼠入侵，需每年应开展机房馈线检查馈线、网线是否完好，接口是否接稳，以减少干扰风险。

（3）定期对机房接地电阻进行测量，确保接地电阻在限值以下；定期检查设备接地点，确保接地端接触良好，无氧化层。

（4）增加电源滤波器，在监测机房供电线路前段加装电源滤波器，有效减少机房内供电网络的传导泄漏，降低传导干扰风险。

（5）增加电源隔离插座，将设备的电源插座改用为防止传导耦合的电源隔离插座，这样可以有效的减少设备通过电源插座相互干扰可能性，从单台设备入手提高单机抗干扰性，从而使整个系统抗扰性提高。

5 结束语

本文主要探讨短波监测站内传导干扰对机房短波监测系统产生的影响，通过理论研究，分析可行的解决方案，以提高监测系统抗传导干扰能力，提出监测机房电磁干扰防护意见，为监测机房电磁传导干扰防护提供参考。