通信工程设备抗电磁干扰技术

分类：通信论文发表 时间：2021-04-13 09:25 关注：(1)

　　在通信技术以及微电子技术快速发展的大背景下，通信设备功能越来越强大，而且灵敏度越来越高，但同时设备的工作环境日趋恶劣。随着人们对通信设备可靠性要求的提升，使得电磁干扰的防护能力成为了制约通信工程未来发展的主要问题。鉴于此，本文对通信工程中设备抗电磁干扰技术进行研究。

　　关键词：通信工程；电磁干扰；抗干扰

　　现代通信技术的不断发展，使得移动通信设备成为人们生活和工作所不可或缺的重要工具。通信设备的功能日趋强大，人们对其依赖程度也越来越高，使用场景以及频率的增加，产生的电磁辐射和电场强度越来越大，电磁干扰给通信设备带来的危害越来越重。为了能够更好的提升通信设备的可靠性以及电磁兼容性，降低复杂的电磁环境对通信设备造成的影响，有必要对通信设备抗电磁干扰技术进行深入分析[1]。

　　1电磁干扰的概念评价

　　电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)，主要包括电磁干扰源、电磁干扰耦合通路和受干扰装置三个部分，主要作用是干扰信号传输并降低信号的完整性。电磁干扰的本质就是电磁现象，电磁辐射存在于每一个设备回路中，从而形成了电路间的耦合，当流经设备的电流发生改变时，就会产生电磁波，电磁波能耦合周围的所有导体，当电磁产生的辐射影响到本系统或者周围其他系统正常工作时，即为电磁干扰。电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility，EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。屏蔽效能（ShieldingEffectiveness）是指对防护物的电磁防护的能力，包括防护物内部敏感电子设备不受外部电磁干扰的影响，减少内部设备产生电磁对外部设备造成干扰。电磁防护能力是指在电磁场和表面电流到达防护物外部之前，防护物减少或者削弱电磁场和表面电流对壳体外部或者内部影响的能力。电磁保护是一个完整的拓扑结构，包括金属屏蔽壳体、电信号、机械传导设备的保护。

　　2电磁干扰成因及分布

　　现代技术的日新月异使得通信设备的精密度、可靠性、灵敏度以及功率方面都取得了巨大的进步。通信设备发射功率增加，可以提升对微弱信号的接受能力，增加通信设备的灵敏度，但与此同时，通信设备精密度越来越高，彼此间的影响越来越大，尤其是在复杂通信系统中，电磁兼容问题变得日益突出，如果无法有效降低电磁干扰的影响，将会导致通信设备无法正常使用。下面就对产生电磁干扰的主要原因进行详细分析：

　　2.1电子器件的敏感度增加

　　通信设备会产生不同程度的电磁信号，因此设备运行过程中不可避免地会出现电磁干扰。通信设备存在多种并行的供配电线路，这些线路会成为接地环路和共阻抗源的干扰耦合途径。接地环路会感应并且传播不同频率的电平，这些电平会对通信电子设备产生不同程度的干扰，随着电子技术和集成技术的不断发展，通信设备中集成化的电子器件使得有效的空间内容纳了更多的芯片，这些芯片成为最基本的电路单元，集成化电路使得电子器件的敏感度增加，任何的电磁干扰都会对整个通信设备造成影响[2]。

　　2.2程控设备的使用

　　在智能化快速发展的今天，通信工程中使用了大量的数字电子设备，对通信设备运行状态、传感器数据、通信数据进行实时在线控制，这些数字电路在高频段对外的电磁辐射较多，对其周围的设备容易产生电磁干扰，由此可见，大量的数字电子设备不仅会提升通信设备的工作效率，同时产生的电磁干扰也是不容忽视的一个问题。

　　2.3电磁外界环境中的干扰

　　随着雷电天气、交流电力线、电台和电视台、电动机、移动通信等设施设备都会产生不同程度的电磁辐射，对通信设备造成一定影响。通信工程技术人员也将会持续关注抗电磁干扰问题，为通信设备安全、平稳运行奠定坚实的基础。通信设备受外界环境的电磁干扰影响情况如图1所示。图1

　　3通信设备抗电磁干扰优化策略

　　随着通信工程的不断发展，电子元器件和高灵敏性的电气部件让通信设备功能日益强大，计算机、移动通信终端等结合构成的网络通信系统已经成为人们日常工作和学习中的重要组成部分，这些设备在工作过程中会产生电磁并辐射到周围环境中，这些电磁辐射随着自身电场强度的变化而变化，对周围其他电子设备造成不同程度的干扰，这些电磁辐射相互叠加，电磁环境越来越复杂，影响范围不断扩大，严重时将会导致通信设备无法正常工作。鉴于此，本文对通信设备抗电磁干扰技术进行如下分析：

　　3.1减少接地线的阻截面

　　有效的利用接地方式来加强电子通信设备抗干扰能力，是现有的一种比较广泛的手段。运用恰当的接地技术，采用一定规格的接地线，按照一定的方式来有效地提升电子通信设备的性能，确实能够很好地满足现实的需求。可以先从对接地线的电感与电阻等数值进行分析，尽可能地使得其阻抗值偏低，并选用合适的材料，也可以通过增加其横截面积来降低阻抗[3]。

　　3.2平衡抗干扰性性能

　　在电子信息通信工程中，常常通过多点接地来强化电子通信设备的抗干扰性能，通常情况下采用非多点接地也常常伴随着比较明显的环路问题。在通信工程中设备平衡抗干扰性能将会对该设备产生比较大的影响，需要对该问题进行有效的处理和抑制。常用的方式包括对接地的位置进行合理的选择，以确定接地点能够稳定可靠；合理设计电路图，科学使用共模扼流图和光电耦合器，使电子通信设备能够实现有效的平衡功能，从而可以提高该设备整体的可靠性。

　　3.3减少器件的走线数量

　　现代通信设备功能日趋强大，越来越多的元器件被集成在一个狭小的空间内，这些元器件敏感性极高，彼此之间接线情况也较为复杂，相互之间的影响越来越大，复杂系统中电磁兼容性成为薄弱环节。因此，需要对于这些元器件的线路分布进行优化分析，现代通信设备的布线需要考虑电磁兼容性问题，对于现代通信设备的布线是否合理，是提升抗电磁干扰能力的核心要素。对集成电路起到去耦作用，最大限度确保与电器元件之间的孔距与电容长度保持一致，从而将产生最短的跨接长度，大容量电解电容可用于去除低频部分，小容量非电解电容可用于去除高频部分[4]。

　　3.4有效设置屏蔽线

　　科学合理的使用屏蔽技术是提升通信设备抗电磁干扰能力的一项重要措施。磁场屏蔽材料在选择时需要降低磁饱和现象，缩短磁路长度，通常会使用导线或者高导磁材料作为屏蔽体，限制外来电磁辐射的干扰。根据屏蔽技术的类型可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽三种。电场屏蔽技术使用金属导体作为接地线路，防止设备间的电容耦合干扰，起到静电屏蔽的作用。电场屏蔽技术要求屏蔽体有良好的接地环境。良好的接地技术不仅可以提供电流通路，同时也有助于减少电磁干扰，可以在多种接口控制中发挥作用。

　　3.5电磁兼容技术

　　电磁兼容是设备或者系统在电磁环境中正常工作并且不会对该环境中的设备造成电磁干扰。电磁兼容的三个重要特点是干扰源、传播途径和敏感设备。通过优化材料的形式来提升通信设备的电磁兼容特性，陶铁磁体铁芯适用于高频滤波，但须注意经由此线圈负载功率损耗。稳压器须考虑抑制线路间共通阻抗耦合问题。振荡器本身输出越小越好，如果需要提供较大输出，应该由放大器放大。功率放大应予隔离以防止辐射性发射。电解质电容器适于清除高涟波及暂态电压变化[5]。

　　4结论

　　综上所述，随着通信技术的不断发展，通信设备灵敏度和精密度越来越高，在日益复杂的电磁环境下工作容易受到干扰，影响其正常工作。鉴于此，本文对电磁干扰产生的原理进行详细介绍，然后从减少接地线的阻截面、平衡抗干扰性能、减少走线数量、设置屏蔽线、电磁兼容技术五个方面，分析了抗电磁干扰的措施，通过优化通信接口电路，提升抗电磁干扰能力，相信在未来借助有线传输技术的不断升级和创新，进一步推动我国通信技术的整体水平。

　　参考文献

　　[1]王宗源.电子通信工程中设备抗干扰接地的有效方法[J].电子元器件与信息技术,2019,3(9):65-67.

　　[2]贺利芳,陈俊,张天骐.无信号间干扰的相关延迟-差分混沌移位键控混沌通信方案[J].计算机应用,2019,39(7):2014-2018.

　　[3]倪超.无线宽带通信抗干扰技术研究[J].信息记录材料,2019,20(7):80-81.

　　[4]樊迪.抗电磁干扰措施在中短波广播发射中的应用研究[J].通信电源技术,2019,36(1):88-89.

　　[5]陈强.电子通信技术在矿井开采中的应用研究[J].电子元器件与信息技术,2018(10):121-123,127.

　　作者：金祥忠 舒虹茗