电子信息通信工程中的设备抗干扰思考
杜辙 肖卫镇 冯俊
中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 陕西省西安市 710065
引言
在电子信息通信工程实际运行中,电子信息通信设备易受各种干扰,致使信号失真、数据传输出错,严重影响通信工程的正常运作。所以,深入研究设备抗干扰问题,对提升通信设备性能、确保通信工程稳定运行意义重大。
1 电子信息通信工程概述及设备抗干扰重要性
1.1 电子信息通信工程发展态势
近些年来,电子信息通信工程成就斐然。从早期模拟通信迈向如今的数字通信,从传统有线通信拓展到广泛的无线通信,技术革新让通信速度更快、容量更大、覆盖更广。5G 技术的商用更是为电子信息通信工程注入新活力,给物联网、智能交通、工业互联网等领域带来机遇。但随着技术升级与应用场景复杂化,电子信息通信设备面临的干扰难题愈发突出。
1.2 设备抗干扰对通信质量的作用
设备的抗干扰能力与通信质量紧密相关。当电子信息通信设备受干扰时,信号完整性受损,信号变弱、噪声增多,影响数据准确传输。语音通信中,干扰可能导致声音失真、中断;数据通信里,干扰可能引发数据丢失、出错,严重影响通信的可靠与稳定性。尤其在医疗、航空航天等对通信质量要求极高的领域,设备抗干扰能力关乎生命安全与任务成败。
1.3 设备抗干扰在工程整体中的关键地位
在电子信息通信工程里,设备抗干扰是保障系统稳定运行的核心环节。它不仅影响单个设备性能,还会对整个通信网络的可靠性与效率产生连锁效应。出色的抗干扰能力能提高通信系统的抗干扰容限,降低干扰影响,减少维护成本,延长设备寿命。而且,有效的抗干扰举措有助于提升通信工程竞争力,满足不断增长的通信需求,推动行业可持续发展。
2 电子信息通信设备常见干扰源及影响
2.1 自然干扰源及其影响
自然干扰源主要包含雷电、太阳黑子活动、宇宙射线等。雷电产生的瞬间强电磁脉冲,会严重破坏电子信息通信设备的电路,可能致使设备短路、烧毁。太阳黑子活动使地球电离层改变,影响无线通信信号传播,造成信号衰落、中断。宇宙射线则对高空的通信设备产生干扰,增加误码率,影响通信准确性。这些自然干扰源突发且难以预测,给设备带来很大挑战。
2.2 人为干扰源及其影响
人为干扰源是电子信息通信设备面临的主要干扰之一,涵盖各类电气设备、通信系统间的相互干扰等。比如,工业生产中的大型电机、电焊机等运行时产生强烈电磁辐射,干扰周边电子信息通信设备。不同频段通信系统间也可能频率干扰,像相邻频段无线通信设备因频率规划不当,产生同频或邻频干扰,降低通信质量。此外,恶意电磁攻击等故意干扰,也严重威胁设备安全。
2.3 内部干扰源及其影响
电子信息通信设备自身也会产生内部干扰。设备内的电子元件、电路布线等因素都可能引发干扰。例如,电子元件工作时产生热噪声,叠加在信号上降低信号质量。电路布线不合理会造成信号串扰,尤其在高密度布线的电路板上,相邻线路电磁耦合干扰信号。另外,电源系统不稳定也产生干扰,如电源纹波过大调制信号,影响设备正常工作。
2.4 不同干扰对设备性能指标的影响
不同类型干扰对电子信息通信设备性能指标影响各异。自然干扰和人为干扰主要影响信号传输质量,导致信号减弱、误码率上升、通信中断等,影响通信可靠性与稳定性。内部干扰多影响设备自身性能,像噪声降低设备灵敏度,串扰影响信号准确性,电源干扰致设备工作不稳、死机,严重时还会损坏硬件。
3 提升电子信息通信设备抗干扰能力的措施
3.1 屏蔽技术的运用
屏蔽技术作为电子信息通信设备抗干扰的基础手段,其核心原理是利用导电或导磁材料构建电磁屏障,阻断干扰信号的传播路径,实现“内外隔离”的防护效果。在实际应用中,屏蔽方案需结合设备类型与使用场景进行针对性设计:对于便携式通信终端,常采用铝合金或镁合金材质打造轻薄机箱,既满足结构强度需求,又能通过金属壳体的涡流效应抵消外部低频电磁干扰;对于高频通信设备,如基站收发信机,则需在机箱内壁附加镀锌钢板或镍铜合金屏蔽层,增强对高频电磁波的反射与吸收能力。在信号传输环节,屏蔽电缆的选型与敷设同样关键,除选用带金属编织网或铝塑复合带的屏蔽线缆外,还需确保屏蔽层两端可靠接地,避免因屏蔽层形成“天线效应”反而引入新的干扰。此外,对于通信机房等集中部署设备的场景,屏蔽室的建设需采用焊接式金属板墙体,并在门窗缝隙处设置导电衬垫,形成完整的电磁密封空间,为敏感设备提供全天候的抗干扰防护环境,有效降低工业电磁辐射、射频干扰等外部干扰源对设备运行的影响。
3.2 接地与防雷措施
良好接地是保障电子信息通信设备正常工作、减少干扰的重要方式。合理接地设计可将设备静电、干扰电流引入大地,避免在设备内积累干扰。同时,接地能增强设备防雷能力。防雷措施针对雷电等自然干扰源,通信设备安装时要装避雷针、防雷器等,对雷电分流限压,防止设备受损。
3.3 滤波技术的应用
滤波技术通过对信号频率的“选择性过滤”,实现干扰信号的抑制与有用信号的保留,是解决设备内外干扰的关键技术手段。在电路设计中,需根据干扰类型与信号特性选择适配的滤波方案:在电源电路中,电源滤波器的应用需兼顾低频与高频干扰抑制,通常采用 LC 滤波网络与共模电感组合设计,其中电感用于抑制差模干扰,共模电感则针对共模噪声进行衰减,有效去除电网中的高频杂波、电压尖峰等干扰,为设备提供稳定的直流供电;在模拟信号传输电路中,如射频通信模块的信号链路,常采用带通滤波器,通过精确设计滤波频段,仅允许目标通信频段的信号通过,滤除相邻频段的同频干扰与杂散信号,提升信号信噪比。此外,在滤波元件选型与布局上,需注意将滤波器靠近干扰源或敏感元件安装,缩短滤波回路长度,减少干扰信号在滤波前的耦合机会,进一步提升滤波效果。
3.4 优化电路设计与布局
优化电路设计与布局是减少电子信息通信设备内部干扰的关键。电路设计时合理选电子元件,选低噪声、抗干扰强的元件,优化电路参数保证稳定性与可靠性。电路布局上合理安排元件位置,避免信号相互干扰,如分开敏感元件与干扰源元件,减少电磁耦合。同时,合理规划电路板布线,采用合理布线规则,缩短信号线、避免平行走线,降低信号串扰。
结束语
电子信息通信工程中的设备抗干扰问题复杂且关键,关乎通信工程质量与可靠性。随着技术发展,设备面临的干扰源更复杂多样,对其抗干扰能力要求更高。通过了解常见干扰源及影响,采取屏蔽、接地防雷、滤波以及优化电路设计布局等有效抗干扰措施,可显著提升设备抗干扰能力,保障通信工程稳定运行。未来,随着技术进步,还需持续探索创新抗干扰技术,应对干扰挑战,推动电子信息通信工程行业不断发展。
参考文献
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