古麗·艾斯坎提

（作者單位：新疆廣播電影電視局6502臺(tái)）

衛(wèi)星局對(duì)中波和短波實(shí)驗(yàn)的探究及解釋

古麗·艾斯坎提

（作者單位：新疆廣播電影電視局6502臺(tái)）

摘 要：衛(wèi)星局對(duì)中波和短波實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的需要實(shí)現(xiàn)電磁波的變頻處理、消除電磁干擾、實(shí)現(xiàn)電磁兼容及壓制互調(diào)信號(hào)等操作。本文對(duì)這些方面進(jìn)行細(xì)致探究。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星局；中波和短；電磁兼容；互調(diào)信號(hào)

1　衛(wèi)星局對(duì)中波和短波實(shí)驗(yàn)中變頻的實(shí)現(xiàn)方式

衛(wèi)星局在信號(hào)發(fā)送和接收時(shí)，由于電磁波的隨機(jī)性，短波和長(zhǎng)波共存的現(xiàn)象十分明顯，為了方便對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行處理，采用一次變頻或者兩次變頻的方案。由于波速的一定，頻率的改變和波長(zhǎng)的改變是相對(duì)應(yīng)的，首先在混頻的過(guò)程中，由于要進(jìn)行頻譜的線性搬移，所以需用非線性器件來(lái)完成。不過(guò)這種方法除了會(huì)產(chǎn)生所需的頻率以外，還會(huì)產(chǎn)生大量不需要的組合頻率分量。一旦這些組合頻率分量的頻率接近于有用信號(hào)頻率時(shí)，就會(huì)對(duì)有用信號(hào)形成強(qiáng)烈干擾。

如果接收信道采用一次變頻，過(guò)程簡(jiǎn)單，且設(shè)備量少，不過(guò)極易產(chǎn)生鏡頻干擾。為了有效抑制鏡頻干擾，在許多接收機(jī)系統(tǒng)中都采用了二次變頻的方案。采用二次變頻方案后不單單中頻可以采用較高頻率，此外還可以在兩次變頻中間設(shè)置濾波器，能更有效地抑制干擾。

2　衛(wèi)星局對(duì)中波和短波實(shí)驗(yàn)中如何消除電磁干擾

衛(wèi)星局對(duì)中波和短波實(shí)驗(yàn)中，不可避免電磁干擾，如何有效地降低干擾是很重要的一項(xiàng)操作。接收機(jī)元器件的布局與一般電子器件布局不同，由于電路是微型電路，所有的元器件都非常小，布局過(guò)程采用的是表面貼裝工藝，運(yùn)用紅外爐再流焊來(lái)實(shí)現(xiàn)微型電子元器件的焊接。焊接是電路設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其焊接的質(zhì)量直接影響整個(gè)電路的成品質(zhì)量。對(duì)于PCB電路，在焊接中尤其需要注意的是，不同的電子器件之間要形成很好的電磁兼容，切不可產(chǎn)生相互之間的電磁輻射，影響各個(gè)電子器件的獨(dú)立運(yùn)行。所以，在選擇電子元器件時(shí)，會(huì)優(yōu)先選擇具備抵抗地磁干擾能力的器件。

此外，整個(gè)電路在運(yùn)行中，電路中存在電流就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，所以電路除了各個(gè)期間的電磁干擾之外，還需要考慮電路本身對(duì)其他電路的電磁干擾。因此，宏觀的電路布局非常關(guān)鍵。電路布局的一些基本原則可供參考。

首先，元器件的排列盡量成一列，在選擇PCB進(jìn)入熔錫系統(tǒng)的方向減少在焊接過(guò)程中造成焊接不牢固而產(chǎn)生的不利情況。通常至少要讓元器件之間的距離達(dá)到0.5 mm以上，才能順利完成元器件之間的熔錫焊接。否則，由于元器件之間的距離過(guò)于靠近，焊接工作將無(wú)法順利開展。

其次，PCB系統(tǒng)的所有接口都需要相互匹配，無(wú)論是位置還是大小和形狀，都應(yīng)綜合考慮，保證相互之間的連接沒有任何問(wèn)題。另外，由于電路的復(fù)雜性，電路之間必然存在電位差值，這些差值出現(xiàn)在距離很小的空間內(nèi)，這樣就極易發(fā)生短路的情況，所有電路布局時(shí)盡量避免不要使具有高電位差的元器件相差距離過(guò)近，防止出現(xiàn)短路的情況，特別是在高電壓的工作環(huán)境下，尤其需要注意。

最后，需要從整體上認(rèn)真分析電路的結(jié)構(gòu)，清楚地將電路進(jìn)行模塊劃分，每個(gè)模塊都有很多電子器件，盡量把相同模塊的電子器件放置在一起，如高頻放大電路或者混頻電路等模塊。其需要使用非常多的電子器件，在布局時(shí)盡量讓它們?cè)谝黄?，這樣可以有效減少電路中電線環(huán)路面積，有效降低電路損耗和產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)，也可以防止不同模塊之間的相互干擾。

3　衛(wèi)星局對(duì)中波和短波實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)電磁兼容

衛(wèi)星接收機(jī)電源產(chǎn)生電磁干擾主要分為四種，第一種是由電源外部進(jìn)來(lái)的干擾；第二部分是由于電源給多個(gè)電路供電，電源本身產(chǎn)生的干擾；第三部分是電源本身產(chǎn)生的噪聲干擾；第四部分是由于電源饋線產(chǎn)生的干擾信號(hào)。

一般情況下，對(duì)于電源的電磁兼容設(shè)計(jì)。首先，為電源變壓器實(shí)施屏蔽措施，在變壓器初次繞組時(shí)需要加上靜電屏蔽設(shè)備，然后為整個(gè)電壓器加上磁屏蔽設(shè)備。此外，這些屏蔽設(shè)備都需要進(jìn)行接地操作。

其次，為電源實(shí)施濾波退耦措施，因?yàn)槊總€(gè)電路都需要從電源開始接入濾波去耦電路，然后在之后電路的每一節(jié)點(diǎn)都需要繼續(xù)加入濾波去耦電路。

最后，需要合理選擇安排電源線，一般要求電源的饋線要足夠粗，以保證低電阻，并且對(duì)饋線進(jìn)行電磁屏蔽，一般采用雙紋線屏蔽線。此外，在模板上的饋電線條要足夠?qū)?，根?jù)電磁感應(yīng)原理，可以有效降低電感量，降低波阻抗值，減少噪聲。

4　衛(wèi)星局對(duì)中波和短波實(shí)驗(yàn)中如何有效抑制互調(diào)信號(hào)

4.1 互調(diào)信號(hào)的產(chǎn)生

當(dāng)衛(wèi)星收機(jī)的接收端同時(shí)接收到兩個(gè)或者兩個(gè)以上可以互調(diào)的信號(hào)，借助接收機(jī)的非線性放大電路，互調(diào)信號(hào)之間會(huì)產(chǎn)

生互調(diào)干擾效應(yīng)。這些互調(diào)干擾信號(hào)的產(chǎn)生大部分都是隨機(jī)的，不過(guò)信號(hào)是矢量，理論上在各個(gè)方向都會(huì)存在分量。因此，只要這些隨機(jī)產(chǎn)生的干擾信號(hào)，在有用信號(hào)方向是存在分量的，那么就會(huì)改變有用信號(hào)的幅度，使信號(hào)失真。

例如，當(dāng)一個(gè)非線性信號(hào)的輸入函數(shù)：

y=a+au+au2+au3+L（1）

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假設(shè)輸入信號(hào)是由三個(gè)子信號(hào)組合而成，a0,a1,a2,a3,L等別是各自信號(hào)的系數(shù)，衛(wèi)星接收器晶體管的電壓為：

u=U1cosw1t +U2cosw2t +U3cosw3t（2）

將（2）帶入到（1）式子就可以認(rèn)為當(dāng)這些非線性的信號(hào)被衛(wèi)星接收機(jī)接受之后，通過(guò)非線性放大器放大之后的情況：

顯然最終會(huì)形成互調(diào)信號(hào)，這樣的互調(diào)信號(hào)極其復(fù)雜。不過(guò)，可以假設(shè)w1為衛(wèi)星正常接收有用信號(hào)的角頻率，那么可以清楚地看到，在第三階互調(diào)信號(hào)的頻率2w2? w3、2w3? w2、w2+w3?w1極有可能與有用頻率相等，令2w2? w3、2w3? w2、w2+w3?w1等于w1，就可以得到不同組合的w3、w2，任何一個(gè)組合就可能產(chǎn)生和有用頻率相等的干擾信號(hào)。

4.2 如何有效抑制互調(diào)信號(hào)

衛(wèi)星的接受信號(hào)通常是高頻的，也就是說(shuō)衛(wèi)星接受信號(hào)的頻率特征非常明顯。因此，可以在一定程度上根據(jù)接受信號(hào)頻率的不同，將互調(diào)干擾信號(hào)通過(guò)濾波器過(guò)濾掉。

濾波器的功能是對(duì)信號(hào)在特定頻率或頻段內(nèi)的頻率分量做加重或衰減處理（保持有用頻帶、抑制無(wú)用頻帶）。濾波的要求是不改變（或同等改變）有用頻帶的幅度特性和相位特性。

通常把能夠通過(guò)的信號(hào)頻率范圍定義為通帶，把受阻或衰減的信號(hào)頻率范圍稱為阻帶，通帶和阻帶的界限頻率稱為截止頻率。通常濾波器分為：低通濾波器電路（LPF）、高通濾波器電路（HPF）、帶通濾波器電路（BPF）、帶阻濾波器電路（BEF）及全通濾波器電路（APF）五種，處于通帶中的信號(hào)波會(huì)被無(wú)條件放行，波的特性不會(huì)改變，而處于阻帶內(nèi)的波將被過(guò)濾掉。

如果選擇高通濾波器電路（HPF），那么低頻的干擾信號(hào)就會(huì)被濾波器自動(dòng)衰減掉。對(duì)高通濾波器電路進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定讓高頻有用信號(hào)通過(guò)的最低頻率，那么比這個(gè)頻率高的信號(hào)就會(huì)順利通過(guò)，比這個(gè)頻率低的信號(hào)就會(huì)衰減掉，通過(guò)濾波器的信號(hào)都是衛(wèi)星接收器需要的高通濾波。不過(guò)，由于互調(diào)干擾信號(hào)的頻率也會(huì)存在高頻情況，因此通過(guò)高通濾波器電路（HPF）并不能完全過(guò)濾掉互調(diào)干擾。

上文提到由于互調(diào)干擾信號(hào)的頻率會(huì)存在高頻情況，因此通過(guò)高通濾波器電路（HPF）并不能完全過(guò)濾掉互調(diào)干擾。的確，這也是實(shí)際工作中最讓人頭疼的地方，不過(guò)目前還沒有好的辦法加以抑制。那么實(shí)際中，這些對(duì)互調(diào)信號(hào)敏感的信號(hào)放大電路就會(huì)安裝信號(hào)屏蔽，完全將所有信號(hào)拒之門外，因此這些電路就不會(huì)受到互調(diào)信號(hào)的干擾。此外，由于有用信號(hào)對(duì)這些電路沒有什么作用，這樣的電磁信號(hào)屏蔽并不會(huì)帶來(lái)任何不妥。

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