于海通

摘 要：短波電臺作為一種遠程通信設備，可以直接進行遠距離通信，因此廣泛運用于飛機通信系統(tǒng)中。由于短波電臺需要通過大功率設計保證遠距離通信，因此可能會產生較大的電磁干擾，使通信系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作等問題，對于機內通話設備的電磁干擾，要通過各種試驗確定耦合途徑，再根據干擾源和耦合途徑采取相應的抗干擾措施，最大限度降低電磁干擾對機內通話設備產生的不良影響。

關鍵詞：短波電臺；機內通話設備；電磁干擾；耦合途徑

中圖分類號：TN924 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）03-0181-02

Abstract： As a kind of remote communication equipment， shortwave radio is widely used in aircraft communication system because it can directly carry out long-distance communication. Because shortwave radio station needs to ensure long-distance communication through high-power design， it may produce large electromagnetic interference， making the communication system misoperate. For the electromagnetic interference of the intra-aircraft communications equipment， it is necessary to determine the coupling path through various tests， and then take appropriate anti-interference measures according to the interference source and coupling way， so as to minimize the adverse effects of electromagnetic interference upon the internal communication equipment.

Keywords： shortwave radio station； intra-aircraft communications equipment； electromagnetic interference； coupling approach

引言

飛機通信系統(tǒng)是一種技術性、系統(tǒng)性極強的設備，各種設備都在不斷進入通信系統(tǒng)中，也因此產生了各種電磁干擾現(xiàn)象，較大地影響了一些機載設備的正常運行和功能發(fā)揮。在裝備機載設備時，電磁兼容始終是一個需要不斷提升和徹底貫徹的設計原則，由于電磁干擾復雜性和隱蔽性都很強，因此很難在機載設備中及時發(fā)現(xiàn)各種干擾問題，要消除這種干擾問題，就需要針對干擾源采取相應措施。

1 干擾源分析

1.1 電磁干擾

電磁干擾即某個器件、設備或者系統(tǒng)性能的降低所引起的電磁現(xiàn)象。電磁干擾源一般來自于能夠形成電磁干擾的元器件、設備、系統(tǒng)或者自然現(xiàn)象，而耦合途徑則是能夠將這些干擾源耦合至敏感設備，并導致這些設備出現(xiàn)響應問題的各種媒介，而干擾導致的后果就出現(xiàn)在各種敏感設備上，通過電磁干擾的干擾源、耦合途徑以及敏感設備這三大要素對短波電臺干擾機內通話設備的問題進行分析，首先確定干擾源來自于短波電臺，敏感設備則是機內通話設備，耦合途徑包括了天線、音頻信號線和電源線。

1.2 電源線傳導干擾

短波電臺在飛機上的話音部分會和通話設備發(fā)生交聯(lián)，而電源部分則會和系統(tǒng)電源發(fā)生交聯(lián)，數據部分則由數傳終端進行交聯(lián)。在這些獨立的交聯(lián)中，要發(fā)現(xiàn)電磁干擾信號進入機內通話設備的途徑，就需要考慮空間輻射和線間傳導兩種耦合通道。機內通話設備的耦合通道包括了天線、音頻信號線與電源線等，天線產生的空間輻射與話音信號線的干擾都可以忽略不計，能夠對機內通話設備產生較強干擾的通道在于電耗線的傳導。當短波電臺僅和機內通話設備通過電源線發(fā)生交流時，在獨立向短波電臺和機內通話設備供電時，機內通話設備在接收信號和不工作的狀態(tài)下，都不會有干擾現(xiàn)象出現(xiàn)，由此可見，電源線間傳導是導致短波電臺與機內通話設備產生干擾信號的重要原因之一。

2 解決對策

2.1 電源分離

短波電臺電磁干擾的其中一個原因就是電源線通過傳導形成的干擾，這也是形成電磁干擾的主要耦合通道之一。因此，將兩種設備實行分別供電是最簡單的解決方法。當短波電臺處于數傳狀態(tài)發(fā)射時會產生很大的功率，內部電路在檢波時會對射頻包絡信號形成干擾信號，因此短波電臺要使用獨立的電源，由于飛機上的通信系統(tǒng)的電源已經全部完成了工作分配，使電源分離存在很大的難度，在開始為系統(tǒng)分配電源的工作中，是沒有可行性的。因此，可以通過AC-DC電源模塊解決線間傳導干擾。

AC-DC電源模塊核心就是運用電源模塊組合而成的AC/DC變換器。三相115V交流電源通過整流濾波器轉換為高壓直流電源，通過一定kHz的高頻開關后再次發(fā)生變換，變換器會將第二次變換后的直流電源變換成穩(wěn)定的28V低壓直流電源，輸出電壓由抗干擾共模濾波器后，就會向短波電臺供電。主變換器的模塊能夠輸出高功率，使輸出電流能夠滿足短波電臺用電要求，并且預留一定的富余，確保供電的可靠性，還能夠降低過流保護點，使用電設備和電源單元更加安全。

AC-DC變換器轉換電源后，供給到短波電臺的電源，不會再與機內通話設備出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，也不會干擾機上的高壓交流電源，較好地滿足了兩種設備的使用需求。這種方法的缺點在于AC-DC電源模塊為了滿足短波電臺在發(fā)射時產生的較大電流，需要設計為大重量和大尺寸的模塊，使用較不方便，因此，這種抗干擾方法適用于兩種設備之間的重量和尺寸都有富余的情況下，使電源單元能夠有效安裝。endprint

2.2 EMI電源濾波器設計

EMI電源濾波器是為了避免電源線干擾機內通話設備而使用的技術，還能避免設備對電源線形成干擾。電源濾波器具有雙向抗干擾功能，在避免系統(tǒng)電源對設備形成干擾信號、避免影響設備運行的同時，還能夠避免用電設備對系統(tǒng)中其他設備產生電磁干擾。

短波電臺和數傳終端發(fā)生交聯(lián)時產生的信號是一種多路合成的音頻信號，頻率范圍約為300Hz-3kHz，對于低頻信號需要適當使用阻流圈與大電容組合為一條新的濾波電路，從而提升抑制能力，并增加濾波階數。EMI電源濾波器能夠抑制30dB的干擾信號，消除機內通話設備的干擾現(xiàn)象，但無法抑制電源干擾信號，要同時抑制兩種干擾信號，需要增加成本。

EMI電源濾波器重量與尺寸僅為AC-DC電源單元的20%以下，裝機可行性更高。加載EMI電源濾波器，有效解決了短波電臺在數傳發(fā)射狀態(tài)時對于機內通話設備的干擾，也不會影響機內其他通電設備的正常工作，有很好的電磁兼容效果。

2.3 機房的干擾因素屏蔽處理

短波發(fā)射臺的機房一般具備了15-20dB的自然屏蔽功能，機房使用的鋼筋數量是屏蔽功能的決定性因素，使用較多數量的鋼筋，并且用網狀形式布置鋼筋時，屏蔽效果更好，短波發(fā)射臺由于其內場磁場較高，因此機房一般無法滿足抗干擾需求。要排除短波發(fā)射臺的機房干擾因素，需要從三方面著手：

首先要解決機房建筑物的自然屏蔽問題，可以在機房 外面罩一層金屬網，使電磁投射效果降低，確保機房裝置能夠發(fā)揮更好的屏蔽功能。屏蔽網材料可以選拔強導電性能的銅或鋁。短波發(fā)射臺機房屏蔽是為了避免產生調頻電磁波，根據具體情況，考慮到各種材質的屏蔽效果，銅的可行性更高，在焊接施工時，可操作性更強。將銅金屬網布置在機房的兩層采光玻璃窗之間，并將金屬網和機房墻體本身的屏蔽銅焊接到一塊，既能夠解決機房采光問題，還能夠起到更好的屏蔽效果。

其次，要注意接地系統(tǒng)的設計。短波發(fā)射臺機房的接地系統(tǒng)可以由交流地、靜電地、直流地、防雷地以及屏蔽地共同組成。通過聯(lián)合接地的模式，能夠更好地構建屏蔽效果良好的接地系統(tǒng)。采用合適的接地設備與等電位形成一個連接網絡，進而組成聯(lián)合接地模式。這種接地網絡有均壓和等電位功能，可以減少不同接地裝置以及不同系統(tǒng)產生的電位差的問題，短波發(fā)射臺機房通過封閉性能優(yōu)良的接地系統(tǒng)，就會使通過的電流在地電位中出現(xiàn)不同的變化，變化后的電流會產生一個等電位面，而等電位不會產生內部場強，極大地降低了高頻輻射與干擾，使發(fā)射臺運行更為穩(wěn)定。為了確保接地系統(tǒng)更好的屏蔽作用，要使用銅排連接等電位連接的接地端子板，將銅排引出機房建筑，一端連接到電源設備端，另一端則連接到機房靜電地板下面，提高等電位連接效果。

再次，要注意布線系統(tǒng)的抗干擾設計。布線系統(tǒng)要選拔抗干擾性能更強的電纜。通過UTP電纜接收電磁干擾，利用其平衡特性并逐步抵消電磁干擾。但這種電纜會影響周邊環(huán)境，因此抗干擾性能較差。FTP電纜則集中了UTP電纜的平衡特性，并且施工更為靈活，還具備了STP電纜的屏蔽性能，有效地集成了平衡性、屏蔽性以及可行性。將一到兩層的鋁箱加在四對雙絞線外，就能夠反射并吸收一些電磁干擾，從而使外部電磁干擾能夠在電纜中得到有效的預防，并通過有效的平衡性能抵消電磁干擾，也就避免了這些干擾信號進一步輻射到其他設備中，使其他設備能夠正常運行，極大地提升了抗干擾性。SFTP電纜是一種抗干擾性能更強的電纜，主要是將一層鍍錫銅的金屬網加在FTP電纜外面，并將PVC防護套加在最外層，最大限度提升了抗干擾性能，還能保護內部信號的強度。

3 結束語

飛機的電磁兼容設計是一項重要的工作，從設計開始階段就要分析電磁兼容的各種問題，要對電磁干擾現(xiàn)象進行提前的預測，采取有效措施進行預防、抑制與保護，使電磁兼容能夠以更小的代價和更高的收益得到解決?？紤]到電磁干擾的復雜性與隱蔽性，在設計電磁兼容時，要充分認識到這一工作的難度，能夠根據不同情況采取合適的措施，還要考慮到可行性、經濟性等，最大限度降低電磁干擾的影響。

參考文獻：

[1]李軍.短波電臺發(fā)射干擾機內通話設備問題解決及建議[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（25）：116.

[2]惠杰.機載短波通信電臺電磁兼容技術研究[D].西安電子科技大學，2011.

[3]常樂.短波發(fā)射臺信息機房防范電磁干擾問題[J].數字通信世界，2015（9）.

[4]宋翠平.短波發(fā)射臺信息機房防范電磁干擾措施[J].電子技術與軟件工程，2014（7）：151-152.

[5]梁振興.短波發(fā)射臺電磁輻射問題的研究[D].內蒙古大學，2016.

[6]李軍.短波電臺發(fā)射干擾機內通話設備問題解決及建議[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（25）：116.

[7]崔金平.論短波通信電臺在人防通信中的重要作用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（30）：110.endprint