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【摘要】二次設(shè)備作為發(fā)電廠電氣系統(tǒng)主要構(gòu)成內(nèi)容之一,它的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于總體發(fā)電廠生產(chǎn)和運(yùn)行具有決定性的影響。一定要加大對(duì)于二次設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的力度,同時(shí)選擇合理有效的檢修方式,減少二次設(shè)備出現(xiàn)故障的次數(shù),增強(qiáng)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定程度。因此,本文主要闡述了發(fā)電廠電氣二次設(shè)備檢修技術(shù),旨在給其提供一定的參考和幫助。
【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠 電氣二次設(shè)備 檢修 技術(shù)
最近幾年,由于通信和計(jì)算科學(xué)等技術(shù)以及自動(dòng)化元件等不斷加快發(fā)展的速度,發(fā)電廠電氣二次設(shè)備檢修手段和策略產(chǎn)生了極大的改變。針對(duì)發(fā)電廠電氣二次設(shè)備具體運(yùn)行的特點(diǎn),使用科學(xué)的檢修技術(shù),確保故障檢測(cè)和診斷工作的真正落實(shí)。充分發(fā)揮出維護(hù)和檢修工作的作用,讓發(fā)電廠電氣二次設(shè)備一直處于一個(gè)理想的運(yùn)行狀態(tài),增強(qiáng)其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此,下面將進(jìn)一步闡述發(fā)電廠電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)。
一、發(fā)電廠電氣二次設(shè)備檢修概述
以往我們對(duì)于繼電保護(hù),通常是完全按照繼電保護(hù)調(diào)理上面的要求實(shí)施的,關(guān)鍵內(nèi)容就是對(duì)于繼電保護(hù)和二次回路接線,安全自動(dòng)設(shè)備在規(guī)定的時(shí)間里進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)而可以保證供電設(shè)備功能的良好使用,并且還可以確?;芈方泳€及定值是正確的。若在對(duì)于設(shè)備實(shí)施二次核對(duì)期間,保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障,無法順利的運(yùn)行,沒有辦法保護(hù)電力設(shè)備,只有在下一次進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候才能夠發(fā)現(xiàn),這是十分嚴(yán)重的。所以,電氣二次設(shè)備也需要定期進(jìn)行檢測(cè)工作,保證和以此設(shè)備檢測(cè)一致,這也是電力發(fā)展的必經(jīng)之路。
二、發(fā)電廠電氣二次設(shè)備檢修的必要性
由于我國(guó)最近幾年電力系統(tǒng)體制的改革,促使其經(jīng)營(yíng)理念也產(chǎn)生了極大的變化。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于供電可靠程度方面提出了更高的要求,減少停電的時(shí)間,甚至達(dá)到完全不停電,這也是社會(huì)快速發(fā)展所提出的基本要求。因此,這就急切的讓電力系統(tǒng)對(duì)于電力設(shè)備實(shí)施定期檢修,由以往到期組織檢修,轉(zhuǎn)變成需要時(shí)便組織檢修,這樣的轉(zhuǎn)變有利于提高電力單位生產(chǎn)的效益。電氣設(shè)備二次狀態(tài)檢修屬于十分先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù),和檢修管理,狀態(tài)檢修能夠有效彌補(bǔ)之前定期檢修存在的不足之處,同時(shí)還可以在確保電氣設(shè)備不停止運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,降低檢修的頻率,有效提升供電的可靠程度。
三、發(fā)電廠電氣二次檢修技術(shù)及方法
(一)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù),能夠準(zhǔn)確的判斷出二次設(shè)備部分比較復(fù)雜的故障,合理預(yù)估其故障嚴(yán)重性,判斷其可能存在的故障問題。在具體使用的過程中,BP網(wǎng)絡(luò)診斷方式有著良好的實(shí)用性,利用其對(duì)于二次設(shè)備故障進(jìn)行診斷的時(shí)候,關(guān)鍵是借助傳感設(shè)備去收集其噪音和電流以及故障等一系列的信息,之后依照傅里葉變換原理對(duì)于二次設(shè)備故障數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理,最終在BP網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中當(dāng)中錄入特征信號(hào)頻率峰值,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)出故障的種類,并且其還有聯(lián)想記憶和自主學(xué)習(xí)以及映射二次設(shè)備反映故障種類以及輸入特征信號(hào)的功能,進(jìn)而能夠快速準(zhǔn)準(zhǔn)確的診斷出二次設(shè)備存在的故障。
(二)信轉(zhuǎn)變技術(shù)。使用數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)變方式,比如,小波變換法,能夠調(diào)整二次設(shè)備故障及電氣信號(hào),對(duì)于其進(jìn)行具體的分析。在分析發(fā)電廠電氣監(jiān)督控制設(shè)備工作過程中故障的情況,可以在多尺度環(huán)境借助小波轉(zhuǎn)變特殊檢測(cè)二次設(shè)備部分地方突變點(diǎn)能夠得到其故障信息,監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的改變情況。這樣小波轉(zhuǎn)變?cè)\斷的方式可以在其正常工作下進(jìn)行,可靠性和穩(wěn)定性均比較強(qiáng)。
(三)收集數(shù)據(jù)。工作人員應(yīng)運(yùn)用現(xiàn)代化信息管理方法,全面、詳細(xì)地記錄發(fā)電廠電氣二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),并定期進(jìn)行測(cè)試,加強(qiáng)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè),形成二次設(shè)備的原始數(shù)據(jù)資料。通過這些分析這些資料和數(shù)據(jù),全面、科學(xué)、客觀地判斷二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)備檢修。
(四)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。狀態(tài)檢測(cè)屬于發(fā)電廠電氣二次設(shè)備故障檢測(cè)的基礎(chǔ),其重點(diǎn)是通過二次保險(xiǎn)斷開報(bào)警,紙簍回路絕緣測(cè)試,TV與TA斷線檢測(cè)等檢測(cè)的方式。電氣系統(tǒng)智能故障診斷系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)備自診斷技術(shù)的廣泛應(yīng)用給其狀態(tài)檢測(cè)提供了可能。目前,計(jì)算機(jī)保護(hù)設(shè)備內(nèi)部所有模塊能夠循環(huán)診斷保存設(shè)備,A/D轉(zhuǎn)換等一系列插件的條件下,使用特征字和監(jiān)控定時(shí)以及編碼等方法進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)電廠電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)對(duì)象重點(diǎn)涵蓋自檢和信號(hào)系統(tǒng)以及直流掌控等,其核心內(nèi)容是檢測(cè)邏輯分辨系統(tǒng)軟件的作用和硬件邏輯,判斷回路和信號(hào)系統(tǒng)以及直流控制系統(tǒng)信號(hào)回路和掌控操作的精準(zhǔn)程度等。對(duì)于其實(shí)時(shí)性能進(jìn)行檢測(cè)。比如,電壓和電流互感設(shè)備的實(shí)時(shí)變化,收集離線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),使用在診斷電氣二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)工作。
(五)科學(xué)預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)。針對(duì)發(fā)電廠電氣二次設(shè)備獲得的數(shù)據(jù),對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行分析,參數(shù)和數(shù)據(jù)二者的關(guān)系,同時(shí)經(jīng)過分析其啟動(dòng)和停運(yùn)的次數(shù),和工作的時(shí)間等,具體分析其運(yùn)行的詳細(xì)情況,判斷二次設(shè)備存在的故障,之后采用針對(duì)性的檢修維護(hù)策略。
(六)加大機(jī)械設(shè)備管理力度。在電力工程施工的時(shí)候,有關(guān)工作人員必須要認(rèn)真檢查設(shè)備,保證其性能和幸好以及質(zhì)量這些方面都能夠符施工規(guī)定。若發(fā)現(xiàn)施工設(shè)備的問題,必須要采取有效的方法進(jìn)行維修,或者是更換,嚴(yán)禁存在以此充好這類問題。施工單位必須要聘請(qǐng)專業(yè)性較強(qiáng)的操作人員,買入高精細(xì)化設(shè)備。同時(shí),在施工的時(shí)候,安排專業(yè)的技術(shù)工作者檢查設(shè)備工作的具體情況。
結(jié)束語:通過本文對(duì)電廠電氣二次設(shè)備檢修技術(shù)的進(jìn)一步分析和闡述,使我們了解到電氣二次設(shè)備狀態(tài)檢修作為電力系統(tǒng)使用和發(fā)展的前提,計(jì)算機(jī)保護(hù)自診斷技術(shù)應(yīng)用促使設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)提供了進(jìn)行的可能。并且,因?yàn)橐恍┍Wo(hù)擁有的PLC功能,促使保護(hù)的檢測(cè)范圍能夠拓展到設(shè)備之外的回路當(dāng)中,給見識(shí)保護(hù)系統(tǒng)有關(guān)回路奠定了良好的基礎(chǔ),也可以說由保護(hù)設(shè)備的檢測(cè)變成了有關(guān)回路的檢測(cè),進(jìn)而讓繼電保護(hù)狀態(tài)檢修有了實(shí)施的可能。因此,希望通過本文的闡述,能夠給發(fā)電廠電氣二次設(shè)備檢修方面提供一定的參考和幫助。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:短波廣播 抗電磁 干擾措施
中圖分類號(hào):TN934.81 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2016)06-0240-01
材料科學(xué)的進(jìn)步、信息技術(shù)的發(fā)展都大大推動(dòng)了廣播行業(yè)的前進(jìn),它們?yōu)閺V播行業(yè)的前進(jìn)奠定了穩(wěn)固的技術(shù)基礎(chǔ)。短波廣播因?yàn)槠涮厥獾膫鬏敺绞?,尤其容易受到電磁波的影響,?duì)短波廣播發(fā)射時(shí)的抗電磁干擾措施探討勢(shì)在必行。
1 短波廣播的特點(diǎn)及電磁干擾類型
1.1 短波廣播的特點(diǎn)
短波廣播因?yàn)榻⑵湫盘?hào)發(fā)射臺(tái)的成本較低,搭建相對(duì)容易,再加上短波廣播對(duì)相關(guān)收聽設(shè)施設(shè)備、技術(shù)的要求也比較低,接收短波廣播的難度較小,簡(jiǎn)單方便,使得短波廣播輻射范圍大,覆蓋面積廣,受到市場(chǎng)的歡迎,在廣播行業(yè)中占有舉足輕重的地位。
但與此同時(shí),短波廣播也有不足。因?yàn)槎滩◤V播需要首先調(diào)整信號(hào)的頻率、幅度才能進(jìn)行信號(hào)傳遞,該信號(hào)很容易受到其他信號(hào)的影響,總體來說大概有兩種:一是相近頻率的短波彼此影響,二是相同頻率的短波彼此影響,進(jìn)而產(chǎn)生廣播電臺(tái)信號(hào)不穩(wěn)定,影響聽眾的收聽體驗(yàn)。同時(shí)短波廣播信號(hào)還存在另一種受干擾的可能。有些發(fā)射臺(tái)需要采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息,于是會(huì)在發(fā)射臺(tái)內(nèi)安放一些監(jiān)測(cè)設(shè)備,設(shè)備的運(yùn)行必然會(huì)產(chǎn)生新的電磁,這會(huì)給短波廣播帶來電磁干擾。正是因?yàn)檫@些缺陷,阻礙了其發(fā)展前景的廣闊性。
1.2 電磁干擾類型
根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),電磁干擾有不同的分類。廣播行業(yè)內(nèi)習(xí)慣將其分為傳導(dǎo)干擾與輻射干擾兩種。前者存在的情況比較少,是指電磁波通過導(dǎo)體干擾短波;后者是出現(xiàn)頻率最高、最普遍的干擾,同時(shí)也比較不容易應(yīng)對(duì),短波抗干擾難度較高。在抵抗輻射干擾時(shí)一般會(huì)利用電磁干擾源。電磁干擾源有兩種類型,一種是人為干擾源,是利用各種電磁設(shè)備裝置間的能量傳輸來削減輻射干擾的影響程度;二是自然干擾源,即利用自然存在的聲音來抗電磁干擾。另外,電磁干擾還有一種分類方式,依據(jù)電磁干擾的屬性不同而為功能型、非功能型兩種。功能型是指設(shè)備在發(fā)揮其使用價(jià)值時(shí),產(chǎn)生電磁波,干擾了其他設(shè)備、短波廣播,比如發(fā)射臺(tái)用來集相關(guān)數(shù)據(jù)信息的設(shè)施設(shè)備,便屬于功能型電磁干擾;相反地,非功能型是指該設(shè)施設(shè)備在運(yùn)行過程中伴隨著一些電磁感染活動(dòng)。
2 干擾短波廣播的電磁類型
2.1 被測(cè)信號(hào)電磁干擾
這是最常見的干擾短波廣播的電磁類型。被測(cè)信號(hào)分為兩種,一種是能夠被使用的直流信號(hào),一種是變化較小的交流信號(hào)。該干擾類型可以細(xì)分為常態(tài)干擾模式與共模干擾模式兩種。前者是指短波在傳遞時(shí)反復(fù)受到電磁的干擾。這種電磁一般是變化不清晰、缺乏規(guī)則的交流信號(hào)。后者的干擾源是信號(hào)轉(zhuǎn)化器接口處的直流電業(yè)或者交流電壓所產(chǎn)生的電磁波,進(jìn)而干擾到短波廣播。
2.2 程序電磁干擾
這是比較普遍的一種電磁干擾類型。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,廣播行業(yè)的進(jìn)步,很多發(fā)射臺(tái)采用高科技的操作系統(tǒng)與設(shè)施設(shè)備,用來檢測(cè)、控制發(fā)射臺(tái),采集相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行反饋調(diào)整,這些設(shè)施設(shè)備具備一定的抗電磁干擾能力,但是由于相關(guān)技術(shù)仍然有待提升,加上發(fā)射臺(tái)電磁密度大,種類多,波長(zhǎng)繁多,這些系統(tǒng)與設(shè)備可能受到其他電磁的影響,產(chǎn)生信號(hào)模糊、不穩(wěn)定等問題,導(dǎo)致系統(tǒng)程序、設(shè)施設(shè)備運(yùn)行紊亂、停止運(yùn)行甚至直接被損壞,進(jìn)而影響整個(gè)發(fā)射臺(tái)的工作質(zhì)量。
2.3 線間耦合電磁干擾
由于發(fā)射臺(tái)存在很多用來傳輸廣播信號(hào)的線路,這些線路會(huì)彼此影響,產(chǎn)生電磁干擾,即線間耦合電磁干擾。該干擾類型可以被細(xì)分為三種:一是電容性耦合電磁干擾,原因是電磁場(chǎng)間的彼此影響;電感性耦合電磁干擾,原因是回路磁場(chǎng)彼此影響;電磁性耦合電磁干擾,原因是電場(chǎng)與磁場(chǎng)間的彼此影響。
3 短波廣播發(fā)射時(shí)的抗電磁干擾方法
3.1 處理被測(cè)信號(hào)電磁干擾的措施
根據(jù)被測(cè)信號(hào)電磁干擾的細(xì)化分類,可以從兩個(gè)方面探討其應(yīng)對(duì)措施。首先是應(yīng)對(duì)共模干擾。有兩種方法可以用來削減共模干擾的消極影響:一是通過改變發(fā)射臺(tái)轉(zhuǎn)換器的輸入端口,將單端接口轉(zhuǎn)變?yōu)殡p端接口,減少被測(cè)信號(hào)在傳遞短波信號(hào)的過程中承受的負(fù)擔(dān),增強(qiáng)被測(cè)信號(hào)傳遞信號(hào)的能力,減少產(chǎn)生共?;芈返目赡苄裕M(jìn)而降低電磁干擾的影響程度;二是通過數(shù)字濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)程序通用,盡可能降低不同通路的相互影響,進(jìn)而降低干擾出現(xiàn)的可能性。其次是應(yīng)對(duì)常態(tài)干擾。在應(yīng)對(duì)常態(tài)干擾時(shí)首先要辨識(shí)其干擾源,測(cè)量干擾源的頻率,了解干擾源的特點(diǎn),根據(jù)不同特點(diǎn),有的放矢地進(jìn)行抗干擾行為。比如當(dāng)干擾源頻率較低時(shí),主要利用高通濾波器來抵抗,減小干擾源,降低干擾的波及范圍。
3.2 處理程序電磁干擾的措施
首先需要國(guó)家加大資金投入,深化對(duì)發(fā)射臺(tái)內(nèi)使用的智能控制系統(tǒng)與相關(guān)設(shè)施設(shè)備的研發(fā),設(shè)計(jì)具備屏蔽功能的程序,提高它們的抗電磁干擾水平,減少他們?cè)谶\(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的電磁波,降低它們彼此之間以及對(duì)短波廣播的影響;其次,發(fā)射臺(tái)工作人員可以充分發(fā)揮特效電纜的屏蔽作用,在一定程度上保證系統(tǒng)與設(shè)施設(shè)備的良好運(yùn)行,盡可能減少外來干擾給它們帶來的影響。
3.3 處理線間耦合電磁干擾的措施
線間耦合電磁干擾產(chǎn)生的源頭是發(fā)射臺(tái)的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),所以,在應(yīng)對(duì)線間耦合電磁干擾時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,盡可能減少其干擾信號(hào)的產(chǎn)生,同時(shí)生產(chǎn)并利用具備屏蔽信號(hào)抑或削減信號(hào)功能的設(shè)備,降低系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾信號(hào)的強(qiáng)度。
4 結(jié)語
綜上所述,根據(jù)干擾短波廣播的電磁類型,相關(guān)工作人員應(yīng)該在分析、判斷干擾類型的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的抗干擾措施。比如將發(fā)射臺(tái)轉(zhuǎn)換器的輸入端口由單端接口轉(zhuǎn)變?yōu)殡p端接口通過數(shù)字濾波技術(shù)降低不同通路的相互影響,提高智能控制系統(tǒng)與相關(guān)設(shè)施設(shè)備的抗電磁干擾水平,生產(chǎn)并利用具備屏蔽信號(hào)抑或削減信號(hào)功能的設(shè)備。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】無限通信電磁干擾防范措施
現(xiàn)階段我國(guó)的無線通信技術(shù)飛速發(fā)展,加強(qiáng)了人們之間的交流,在人們的生活中占有很重要的地位。但是由于城市無線通信系統(tǒng)的分布過于集中,所以會(huì)產(chǎn)生很大的電磁干擾現(xiàn)象,嚴(yán)重的影響了人們的正常通信。因此,對(duì)于現(xiàn)階段的電磁干擾問題的防范十分重要,對(duì)無線通信系統(tǒng)干擾的發(fā)生源的類別劃分,主要可以分為無線電臺(tái)干擾與非無線電臺(tái)干擾兩方面。
一、無線通信中的電磁干擾
1.1無線電臺(tái)中的電磁干擾
由于無線通信設(shè)施過于集中,并且大量的使用會(huì)造成很嚴(yán)重的電磁干擾現(xiàn)象,對(duì)人們的正常通信有著很嚴(yán)重的影響,對(duì)于無線電臺(tái)的電磁干擾問題主要分為以下幾個(gè)方面:(1)同頻道干擾。同頻道干擾主要是所有落在收信機(jī)通帶內(nèi)的信號(hào)頻道相同相近,又稱同信道干擾[1]。由于在通帶中的信號(hào)都是以相同的方式進(jìn)入,所以對(duì)于中頻通帶對(duì)于信號(hào)是無法過濾和避免的。這種干擾出現(xiàn)的問題主要是,會(huì)使收信的信號(hào)靈敏度下降,并且會(huì)造成通信阻塞,在通信中會(huì)出現(xiàn)嘯聲的現(xiàn)象,使數(shù)據(jù)與信令傳輸發(fā)生錯(cuò)誤,從而影響通信的質(zhì)量。(2)鄰頻道干擾。鄰頻道干擾模式主要是指在信號(hào)發(fā)射機(jī)在向外發(fā)出信號(hào)的時(shí)候,電磁波向外輻射,收信機(jī)的信號(hào)接收出現(xiàn)問題,會(huì)影響相鄰頻道的信號(hào)接收,從而導(dǎo)致了兩個(gè)頻道之間受到干擾,影響了正常的通信。(3)互調(diào)干擾?;フ{(diào)干擾主要是指多個(gè)信號(hào)在非線性傳輸電路中互相調(diào)至,產(chǎn)生了頻道的信號(hào)頻率相互接近,從而對(duì)通信造成了影響?;フ{(diào)干擾模式主要是有兩種形式:①發(fā)信機(jī)互調(diào),這主要是指信號(hào)發(fā)射天線之間的距離相離較近,最終導(dǎo)致了信號(hào)發(fā)射機(jī)之間的信號(hào)相互干擾侵入,使得發(fā)射信號(hào)發(fā)生互調(diào),產(chǎn)生新的頻率信號(hào),并且將信號(hào)一起發(fā)射出去,從而影響了接收機(jī)的接收;②接收機(jī)互調(diào),在多個(gè)信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)前端由于非線性作用,會(huì)導(dǎo)致接收的通帶內(nèi)信號(hào)互調(diào)。
1.2非無線設(shè)施的干擾
非無線設(shè)施的干擾主要是指電磁波干擾,電磁干擾主要是指在通過電磁空間傳播到敏感接收設(shè)備的干擾[2],電磁干擾主要表現(xiàn)在靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)之間相互干擾以及電磁波輻射的干擾。在載流導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象會(huì)對(duì)無線信號(hào)的接收產(chǎn)生很大的干擾,會(huì)擾亂無線通信信號(hào)的頻率,從而影響了通信的質(zhì)量。
二、無線通信電磁干擾的防治
2.1對(duì)無線電臺(tái)干擾的防治
2.1.1對(duì)同頻道干擾的防治
首先,要對(duì)信號(hào)的頻率進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定,必須要進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃,以保證發(fā)射載頻相等,使各基站發(fā)射的頻率同步。并且要做好通頻道之間距離的計(jì)算,從而來防止頻道間信號(hào)發(fā)生干擾。
2.1.2鄰頻道干擾的防治
對(duì)于鄰頻道干擾的防治,主要是可以提高收信機(jī)中頻濾波的選擇,縮小中心臺(tái)的服務(wù)半徑,并且要將服務(wù)臺(tái)靠近中心臺(tái),從而來降低發(fā)信機(jī)的輸出功率。
2.1.3互調(diào)干擾的防治方法
對(duì)于互調(diào)干擾的防治方法主要有:①要根據(jù)所需要的頻道數(shù)量來選擇最小的占用頻道數(shù)的頻道組;②由于信號(hào)頻率的發(fā)射機(jī)主要用一副天線,所以一定要提高信號(hào)發(fā)射天線之間的距離,從而來防止兩個(gè)發(fā)射天線之間的信號(hào)進(jìn)行互調(diào),產(chǎn)生影響;③動(dòng)態(tài)發(fā)信機(jī)采用APC技術(shù)來減少移動(dòng)臺(tái)對(duì)發(fā)射信號(hào)機(jī)的干擾;④擴(kuò)大線性動(dòng)態(tài)范圍;⑤對(duì)于信號(hào)發(fā)射天線以及一些電臺(tái)的信號(hào)發(fā)射接收設(shè)備的接觸一定要好,防止在信號(hào)的接收以及發(fā)射中出現(xiàn)問題。
2.2對(duì)于非無線電臺(tái)電磁干擾的防治
對(duì)于非無線電臺(tái)干擾的防治主要可以分為以下幾個(gè)方面:①抑制干擾源,對(duì)于干擾源的抑制,必須要確定干擾源在何處,從而來采取相關(guān)的措施進(jìn)行抑制。②切斷電磁干擾耦合,對(duì)于輻射的干擾,可以采取屏蔽的技術(shù)以及分層技術(shù)[3];③降低電磁敏感裝置敏感度,對(duì)于電磁波敏感的裝置會(huì)影響信號(hào)的接收,敏感度過高會(huì)受噪聲的影響,所以要根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)慕档驮O(shè)備的敏感度。
結(jié)語:隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,通訊設(shè)備的更新發(fā)展的速度極其的快,但是隨之而來卻有很大電磁干擾問題,嚴(yán)重的影響正常的通信質(zhì)量。所以必須要加強(qiáng)對(duì)無線通信電磁干擾的防治工作,從而保證人們之間的正常通信。
參考文獻(xiàn)
[1]孫嚴(yán)冬.無線通信的電磁干擾與防治[J].科技信息,2010,1(12):10-13
關(guān)鍵詞:長(zhǎng)春市;電磁輻射;環(huán)境保護(hù)
電磁輻射是指能量以電磁波的形式在空間傳播的現(xiàn)象,環(huán)境學(xué)和環(huán)境管理中所指的電磁輻射還包含獨(dú)立的電場(chǎng)和磁場(chǎng)以及電磁感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)電流等。電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,尤其是無線通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,使得城市環(huán)境中的電磁水平越來越高。早在1975年專家學(xué)者就曾預(yù)言,隨著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng),電子、通信、計(jì)算機(jī)、汽車與電氣設(shè)備大量進(jìn)入家庭,城市空間人為電磁能量每年將增長(zhǎng)7%-14%,也就是說25年后環(huán)境電磁能量密度最高可增加26倍,50年后最高可增加700倍,21世紀(jì)中后期城市電磁環(huán)境將更為復(fù)雜與惡化。
長(zhǎng)春市作為吉林省的省會(huì)城市,電磁環(huán)境相對(duì)復(fù)雜,對(duì)主要城市開展電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)的工作之一。長(zhǎng)春市人口密集、居住集中,廣播電視、移動(dòng)通信和網(wǎng)絡(luò)、高壓輸變電、城市輕軌以及工業(yè)科研醫(yī)療用電磁設(shè)備眾多,具備典型的城市電磁環(huán)境特點(diǎn),可以作為研究城市電磁環(huán)境的模板。
作者常年從事電磁輻射環(huán)境和項(xiàng)目監(jiān)測(cè)工作,對(duì)城市電磁環(huán)境相當(dāng)熟悉,尤其針對(duì)長(zhǎng)春市更是開展了常年的電磁輻射監(jiān)測(cè)和研究工作,最早的研究可以追溯到2001年,本文的相關(guān)研究結(jié)論和監(jiān)測(cè)結(jié)果均來源于2010年以來作者開展相關(guān)研究課題的工作。
1 城市電磁發(fā)射設(shè)備環(huán)境影響分析
廣播電視信號(hào)在城市環(huán)境中也基本實(shí)現(xiàn)了有線全覆蓋或網(wǎng)絡(luò)化,通過項(xiàng)目調(diào)查和監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn),省廣播電視發(fā)射塔和長(zhǎng)春市廣播電視發(fā)射塔建設(shè)高、覆蓋廣,但發(fā)射信號(hào)對(duì)地面和周圍建筑物電磁輻射影響較低。
移動(dòng)通信類電磁發(fā)射設(shè)備眾多。實(shí)際周圍情況復(fù)雜,建設(shè)數(shù)量多,在長(zhǎng)春市內(nèi)分布密集,影響范圍大,所以應(yīng)重點(diǎn)分析。通過對(duì)某年度187個(gè)GSM移動(dòng)通信基站為主的電磁發(fā)射設(shè)備理論計(jì)算結(jié)果表明,GSM類移動(dòng)通信基站滿足環(huán)境保護(hù)要求的移動(dòng)通信基站防護(hù)距離為9.78m-18.43m,信號(hào)主射方向上平均防護(hù)距離為15m左右。由于計(jì)算過程中取值多偏于安全,所以實(shí)際防護(hù)距離計(jì)算結(jié)果應(yīng)該更短一些,而移動(dòng)通信基礎(chǔ)一般在城市中均建設(shè)在30米以上的高度,信號(hào)主射方向上要求有凈空距離,再加上移動(dòng)通信信號(hào)發(fā)射頻率為微波段,墻壁等建筑物對(duì)其信號(hào)衰減作用強(qiáng),所以在地面和稍遠(yuǎn)的區(qū)域影響極小,對(duì)周圍建筑物中的敏感點(diǎn)也基本不會(huì)有影響。而3G和4G移動(dòng)通信基站發(fā)射功率更低,信號(hào)覆蓋面更小,對(duì)環(huán)境的影響也就更小。這也是近幾年移動(dòng)通信類項(xiàng)目環(huán)境管理越來越趨向于弱化方向的主要原因。
高壓輸變電對(duì)以射頻監(jiān)測(cè)為主的環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果貢獻(xiàn)不大,且在城市內(nèi)具有變電站市內(nèi)化、220kV高壓輸電地下化、66kV輸電占地化等特點(diǎn),對(duì)城市環(huán)境整體影響不大。
城市有軌電車和輕軌電壓等級(jí)較低,工、科、醫(yī)用電磁設(shè)備一般功率不大且有防護(hù),影響范圍更小。
2 長(zhǎng)春市電磁環(huán)境調(diào)查
長(zhǎng)春市電磁環(huán)境數(shù)據(jù)調(diào)查年份為2012-2015年,為保證數(shù)據(jù)量,我們對(duì)長(zhǎng)春主城區(qū)(不含北高新區(qū))的城市環(huán)境監(jiān)測(cè)選擇了1X1km2的小方格劃分方法。整個(gè)工作中,我們共測(cè)試了220個(gè)點(diǎn)位,取得了充足的數(shù)據(jù)量。監(jiān)測(cè)工作主要是在2012年工作的基礎(chǔ)上,在2015年對(duì)部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)位開展復(fù)測(cè),并對(duì)城區(qū)建設(shè)變化較大的42個(gè)點(diǎn)位重新監(jiān)測(cè)。
監(jiān)測(cè)結(jié)果表明長(zhǎng)春市主城區(qū)綜合電場(chǎng)強(qiáng)度值在0.3V/m-3.88V/m之間(0.3V/m是儀器的最小有效響應(yīng)值,小于該值的數(shù)據(jù)均紀(jì)錄為0.3V/m),平均值為1.15V/m,可代表長(zhǎng)春市電磁環(huán)境平均水平。長(zhǎng)春市主城區(qū)最高值出現(xiàn)在16號(hào)區(qū)域,該點(diǎn)位于長(zhǎng)春市同志街與自由大路交匯處,具體監(jiān)測(cè)點(diǎn)位靠近桂林路,桂林路是長(zhǎng)春市著名的商業(yè)區(qū),人群和車輛十分密集。
監(jiān)測(cè)結(jié)果分析表明,長(zhǎng)春市主城區(qū)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果受點(diǎn)位選擇影響較大,公園和小區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果較低,交通環(huán)境受過往車輛等影響,容易出現(xiàn)部分高值,但整體監(jiān)測(cè)結(jié)果均滿足12V/m的國(guó)家電磁輻射最低標(biāo)準(zhǔn)。
3 城市電磁環(huán)境發(fā)展分析和展望
電磁環(huán)境容量評(píng)估:
以城市空間人為電磁能量發(fā)展可估算出城市電磁環(huán)境發(fā)展容量。即按每年增長(zhǎng)7%-14%計(jì)算,我們采用偏安全法-即高危險(xiǎn)值代入法分析,采用公式如下:
A=B(1+0.14)X
式中:A:電磁輻射防護(hù)限值;B:電磁輻射環(huán)境現(xiàn)狀水平;x:發(fā)展時(shí)間(年)。
代入所需數(shù)據(jù)量計(jì)算后可知,當(dāng)x=17.833年時(shí),A為12V/m。由此可知,在對(duì)現(xiàn)有城市電磁環(huán)境自由發(fā)展的情況下,長(zhǎng)春市城市電磁環(huán)境平均水平將在18年后超過環(huán)境保護(hù)限制標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)結(jié)論是采用偏安全的計(jì)算方法,即長(zhǎng)春市現(xiàn)有電磁環(huán)境容量情況下,最少還可自由發(fā)展18年。
近幾年監(jiān)測(cè)結(jié)果表明長(zhǎng)春市電磁環(huán)境的變化并不明顯。實(shí)際上,主要是因?yàn)殡姶怒h(huán)境的發(fā)展很復(fù)雜,環(huán)境電磁輻射水平也不是自由定量增加的,以移動(dòng)通訊和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展就可以看出技術(shù)是不斷進(jìn)步和變化的,受末端無線通訊技術(shù)發(fā)展的影響,小功率發(fā)射設(shè)備還會(huì)大量增加,е率夷詰鵲绱瘧鏡捉系偷某鞘謝肪車绱潘平有一定上升;但同時(shí)受有線傳輸技術(shù)的發(fā)展以及人們環(huán)境意識(shí)的提高、環(huán)境和產(chǎn)品嚴(yán)格管理等因素影響,城市中大功率發(fā)射設(shè)備和可影響到生活環(huán)境的發(fā)射設(shè)備對(duì)環(huán)境的電磁影響會(huì)呈現(xiàn)減少的趨勢(shì),所以,城市電磁環(huán)境發(fā)展在長(zhǎng)期內(nèi)將呈現(xiàn)有增有減、區(qū)域略高、整體較低的發(fā)展態(tài)勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
[1]環(huán)保部輻射環(huán)境技術(shù)監(jiān)測(cè)中心.環(huán)保部輻射環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書[R].2010-2015.
[2]吉林省輻射環(huán)境監(jiān)督站.長(zhǎng)春市電磁輻射環(huán)境國(guó)控點(diǎn)、長(zhǎng)春市各企事業(yè)單位電磁輻射環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)報(bào)告[R].2010-2015.
[3]張立新,王笑晗,原吉林省環(huán)境保護(hù)局.吉林省電磁輻射環(huán)境污染源調(diào)查研究[Z].1998.
關(guān)鍵詞:機(jī)動(dòng)平臺(tái); Glonass導(dǎo)航設(shè)備; 諧波干擾; 電磁仿真
中圖分類號(hào):TN43234文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004373X(2011)23010703
Interference Analysis of Transmitter Harmonic to Navigation Equipment
JIANG Fangkun
(Southwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu 610036, China)
Abstract: The electromagnetic frequency spectrum characteristics of mobile platform are analyzed by using frequency domain. The electromagnetic interference of Glonass navigation equipment by the harmonic components coming from transmitter system is detected. The maximal interfering route and relative amplitude of interference signals are determined by electromagnetic simulation software EMC studio. The solution measures and improved design are presented to realize compatible work.
Keywords: mobile platform; Glonass navigation equipment; harmonic interference; electromagnetic simulation
收稿日期:201105200引言
機(jī)動(dòng)平臺(tái)的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)可以用于對(duì)特定電磁信號(hào)進(jìn)行干擾,是目前不受地域限制的重要干擾手段之一,在電子對(duì)抗應(yīng)用中具有舉足輕重的作用。某機(jī)動(dòng)平臺(tái)上既集成有自身保障系統(tǒng),又集成有任務(wù)電子系統(tǒng),即發(fā)射機(jī)系統(tǒng)。自身保障系統(tǒng)中的導(dǎo)航控制系統(tǒng)是機(jī)動(dòng)平臺(tái)快速移動(dòng)目標(biāo)、有效完成任務(wù)的重要保證[1]。因此,在一些機(jī)動(dòng)平臺(tái)上不只安裝一種導(dǎo)航設(shè)備,它們互為備份,可以相應(yīng)提高機(jī)動(dòng)平臺(tái)在特定時(shí)期的抗干擾能力和生存能力。
當(dāng)前主要的衛(wèi)星定位導(dǎo)航設(shè)備包括美國(guó)的GPS、俄羅斯的Glonass系統(tǒng)等,它們都具有定位、導(dǎo)航、信息采集等功能。發(fā)射機(jī)系統(tǒng)主要對(duì)特定區(qū)域內(nèi)的特定信號(hào)進(jìn)行干擾。當(dāng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)滿功率發(fā)射時(shí),將產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波信號(hào)。若諧波信號(hào)落入機(jī)動(dòng)平臺(tái)上非常靈敏的導(dǎo)航設(shè)備接收通帶內(nèi),就會(huì)產(chǎn)生潛在干擾,從而影響機(jī)動(dòng)平臺(tái)的正常運(yùn)行和作戰(zhàn)使命[2]。這是因?yàn)閷?dǎo)航設(shè)備所能接收到的衛(wèi)星信號(hào)非常弱,需要把接收機(jī)的靈敏度設(shè)計(jì)得很高,從而導(dǎo)致接收機(jī)很容易受到外界其他電磁信號(hào)的干擾。因此,針對(duì)如何減少發(fā)射機(jī)系統(tǒng)諧波對(duì)導(dǎo)航設(shè)備的干擾和提高導(dǎo)航設(shè)備自身的抗干擾性能進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,就顯得極為重要。
1諧波干擾仿真分析
1.1潛在干擾分析
若要實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)平臺(tái)復(fù)雜電磁信號(hào)兼容設(shè)計(jì),就必須全面掌握機(jī)動(dòng)平臺(tái)電子設(shè)備和收發(fā)天線的總體布局[3]。為使導(dǎo)航天線在同一時(shí)間內(nèi)能盡量多接收幾顆衛(wèi)星提供的信號(hào),需把它布局在機(jī)動(dòng)平臺(tái)頂部且不受任何物體遮擋;干擾天線采用微帶天線結(jié)構(gòu),其優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、低剖面,易與高速機(jī)動(dòng)平臺(tái)共形,且電性能多樣化,尤其適合大規(guī)模生產(chǎn)[4]。干擾天線為了完成對(duì)特定區(qū)域內(nèi)特定信號(hào)的輻射干擾,需布局在平臺(tái)兩側(cè),且能保證機(jī)動(dòng)平臺(tái)按一定軌跡高速運(yùn)動(dòng)時(shí),天線方向圖能指向所設(shè)定的干擾區(qū)域[5]。在分析整個(gè)機(jī)動(dòng)平臺(tái)電磁信號(hào)頻譜特性過程中,因特殊原因不具體描述各設(shè)備的工作頻率和干擾機(jī)理。
機(jī)動(dòng)平臺(tái)主要電磁信號(hào)頻譜特性示意圖如圖1,圖2所示。
在進(jìn)行機(jī)動(dòng)平臺(tái)主要電磁頻譜特性分析時(shí),發(fā)現(xiàn)可能存在兩個(gè)潛在干擾,即機(jī)載發(fā)動(dòng)機(jī)電磁輻射頻率和發(fā)射機(jī)某次諧波頻率覆蓋了相應(yīng)接收機(jī)的工作帶寬。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電磁輻射特性見圖2,結(jié)合圖1可以明顯看出機(jī)動(dòng)平臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的輻射頻譜較寬,已覆蓋了大多數(shù)接收設(shè)備的工作頻段,似乎存在潛在干擾。在機(jī)動(dòng)平臺(tái)自身的鑒定試驗(yàn)中已經(jīng)證明,發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)對(duì)接收機(jī)造成干擾[6]。這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)盡管產(chǎn)生了尖脈沖,尖脈沖前沿陡峭,在頻譜展開時(shí)具有很豐富的頻率分量,但都是不帶調(diào)制的單載波,且持續(xù)時(shí)間極短,信號(hào)幅度小,幾乎沒什么干擾能力;另外,接收機(jī)本身也具備抑制象這種單載波弱信號(hào)干擾的能力。
圖1機(jī)動(dòng)平臺(tái)頻譜特性圖2機(jī)動(dòng)平臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)電磁輻射特性機(jī)動(dòng)平臺(tái)的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)包含高、低兩個(gè)頻段的發(fā)射機(jī),主要針對(duì)某些特定區(qū)域特定信號(hào)進(jìn)行干擾,要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,它們的發(fā)射功率都較大。因此,當(dāng)它們滿功率工作時(shí),將產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波信號(hào)和交調(diào)信號(hào),若這些信號(hào)落入了機(jī)動(dòng)平臺(tái)接收設(shè)備的通帶內(nèi),就有可能造成干擾。通過仔細(xì)分析諧波和交調(diào)信號(hào)頻率,僅發(fā)現(xiàn)低頻段發(fā)射機(jī)一部分工作頻率的諧波落入了Glonass導(dǎo)航設(shè)備的接收通帶內(nèi),將對(duì)Glonass導(dǎo)航設(shè)備造成潛在干擾。為了獲得諧波干擾的主要路徑和干擾程度,就需利用工程軟件進(jìn)行仿真分析,便于在研制過程中采取相應(yīng)控制措施降低諧波干擾程度或者增大敏感設(shè)備抗干擾能力。
1.2干擾頻率分析
機(jī)動(dòng)平臺(tái)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)包含高、低兩個(gè)頻段大功率發(fā)射機(jī),將產(chǎn)生的電磁輻射干擾主要包括基波干擾、諧波干擾和交調(diào)干擾?;ǜ蓴_最大,需在方案設(shè)計(jì)初期通過頻譜管理避開基波對(duì)平臺(tái)內(nèi)其他設(shè)備的電磁干擾。諧波和交調(diào)頻率非常豐富,對(duì)它們可能產(chǎn)生的電磁輻射干擾也不容忽視,需要對(duì)各種組合頻率情況進(jìn)行詳細(xì)分析,充分明確是否有干擾頻率落入了機(jī)動(dòng)平臺(tái)內(nèi)相應(yīng)接收設(shè)備的工作頻帶。平臺(tái)內(nèi)的接收設(shè)備主要包括兩類,一類是任務(wù)接收設(shè)備,一類是導(dǎo)航保障設(shè)備。任務(wù)接收設(shè)備主要為發(fā)射機(jī)系統(tǒng)提供相應(yīng)信息,共用天線,分時(shí)工作,因此不會(huì)受到發(fā)射機(jī)的干擾。導(dǎo)航保障設(shè)備需要不間斷工作,不允許受到外來干擾。GPS導(dǎo)航設(shè)備的工作頻率在(1 575.42±1.5) MHz,Glonass導(dǎo)航設(shè)備的工作頻率在(1 602±7) MHz,通帶均較窄。首先通過頻譜管理確保了發(fā)射機(jī)基波不會(huì)對(duì)兩種導(dǎo)航設(shè)備造成干擾。其次對(duì)發(fā)射機(jī)的交調(diào)信號(hào)進(jìn)行分析,當(dāng)同時(shí)發(fā)射高、低頻段兩組干擾信號(hào)時(shí),將產(chǎn)生如表1中所示頻率范圍內(nèi)的交調(diào)信號(hào)。
表1交調(diào)信號(hào)頻率范圍MHz
[2 7442 804][2 7692 829][1 0961 156][222.06282.06][1 0711 131][3 5683 628][3 617.93 677.9][271.98331.98][4 6644 784][4 6894 809][3 0163 136][2 9913 111]
從分析結(jié)果可以看出,同時(shí)發(fā)射高、低頻段兩組干擾信號(hào)時(shí)所產(chǎn)生的交調(diào)信號(hào)未落入兩種導(dǎo)航設(shè)備的接收通帶內(nèi),不會(huì)出現(xiàn)潛在干擾頻率問題。最后對(duì)諧波信號(hào)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)低頻段發(fā)射機(jī)工作時(shí),其中一部分諧波頻率落入了Glonass導(dǎo)航設(shè)備的接收通帶內(nèi),有潛在干擾Glonass導(dǎo)航設(shè)備正常工作的可能。
通過以上頻率分析已經(jīng)明確,機(jī)動(dòng)平臺(tái)的主要干擾問題為諧波干擾,即發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的一部分諧波可能潛在干擾Glonass導(dǎo)航設(shè)備。
1.3諧波干擾仿真
1.3.1仿真物理模型
根據(jù)機(jī)動(dòng)平臺(tái)電子設(shè)備和天線布局情況以及平臺(tái)本身的低電磁屏蔽性進(jìn)行分析,諧波干擾途徑主要有兩種,即電纜耦合和天線輻射,其他途徑造成的干擾都應(yīng)比它們更小。
在明確干擾源、干擾路徑和敏感體之后,就可以細(xì)化仿真物理模型,由機(jī)動(dòng)平臺(tái)、線纜線束、低頻段發(fā)射天線及Glonass導(dǎo)航天線構(gòu)建的仿真物理模型如圖3所示,其中機(jī)動(dòng)平臺(tái)介電常數(shù)為1.2,導(dǎo)電率為100 S/m,設(shè)備為導(dǎo)體。
圖3仿真物理模型示意圖1.3.2線纜結(jié)點(diǎn)設(shè)備連接關(guān)系
在建立仿真模型時(shí),首先應(yīng)明確干擾設(shè)備在仿真模型中的結(jié)點(diǎn)設(shè)備連接關(guān)系和Glonass天線饋線連接關(guān)系,其次是源端結(jié)點(diǎn)設(shè)備內(nèi)部電路(含信號(hào)源),最后是終端Glonass天線結(jié)點(diǎn)設(shè)備內(nèi)部電路(含探針)。
1.3.3仿真結(jié)果分析
發(fā)射機(jī)系統(tǒng)低頻段發(fā)射天線在預(yù)設(shè)的諧波1 602 MHz的輻射方向圖見圖3所示。假設(shè)低頻段發(fā)射機(jī)輸出基波功率為50 dBm,在諧波為1 602 MHz處抑制70 dB,剛好滿足國(guó)軍標(biāo)對(duì)二、三次諧波的基本抑制要求[78],則發(fā)射天線等效輸入諧波功率為-20 dBm;若天線饋線的屏蔽效能為90 dB,則電纜等效泄露功率為-110 dBm?,F(xiàn)在可以通過預(yù)設(shè)條件來獲得如下仿真結(jié)果:
Glonass天線接收到發(fā)射天線對(duì)外輻射的三次諧波功率為-98.5 dBm,高于導(dǎo)航設(shè)備接收靈敏度近30 dB,存在明顯干擾。
Glonass天線饋線在接收機(jī)一端的感應(yīng)功率為-131.0 dBm;在另一端的感應(yīng)功率為-131.3 dBm,不存在明顯干擾。
對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn),Glonass導(dǎo)航設(shè)備所受到的諧波干擾,主要來源于收發(fā)天線的空間耦合,通過線纜耦合感應(yīng)的干擾信號(hào)遠(yuǎn)小于天線間耦合路徑,但也不能忽視對(duì)線纜的360°屏蔽端接要求。
2改進(jìn)設(shè)計(jì)與建議
2.1改進(jìn)設(shè)計(jì)
在明確干擾路徑之后,需要采取相應(yīng)措施進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。仿真分析的結(jié)果表明,采取以下改進(jìn)設(shè)計(jì)方法可以解決諧波的干擾問題,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)兼容的目標(biāo)。
(1) 增大發(fā)射天線金屬背板的表面積,既可以減小發(fā)射天線后瓣干擾,也可以增大發(fā)射天線與Glonass導(dǎo)航天線間的隔離度,從而減小發(fā)射天線諧波對(duì)Glonass導(dǎo)航天線的干擾。但同時(shí)也減小了基波的輻射方向圖,因此,在滿足基波輻射方向圖的條件下,盡量增大發(fā)射天線金屬背板的表面積,
(2) 增大收發(fā)天線在諧波頻段內(nèi)的隔離度,發(fā)射天線諧波輻射方向圖盡量偏離Glonass導(dǎo)航天線接收方向圖,且Glonass導(dǎo)航天線方向圖盡量朝向空中。
(3) 優(yōu)化導(dǎo)航天線的安裝布局,優(yōu)化結(jié)果是GPS導(dǎo)航天線的安裝位置最佳。若直接互換位置,就會(huì)減弱GPS導(dǎo)航天線接收衛(wèi)星信號(hào)的能力;若直接布局在同一個(gè)位置,就必須首先解決導(dǎo)航天線間的相互干擾。在現(xiàn)階段,集成了以上這兩種導(dǎo)航方式的天線已研制成功,并增加了預(yù)選功能,增強(qiáng)了抗干擾能力,外形結(jié)構(gòu)示意圖見圖4。該天線體積為104 mm×71 mm×10 mm;重量較輕為100 g,與單個(gè)GPS導(dǎo)航天線外形和安裝方式一致。另外,采用綜合傳感器方式,可以相應(yīng)減少平臺(tái)內(nèi)天線數(shù)量,從而相應(yīng)減小天線布局的難度。
圖4GPS,Glonass二合一導(dǎo)航天線外形結(jié)構(gòu)示意圖2.2處理措施
根據(jù)所需實(shí)施的改進(jìn)設(shè)計(jì)要求,建議作如下處理措施:
(1) 適當(dāng)增大發(fā)射天線金屬背板的表面積,也可在發(fā)射天線的安裝面涂敷金屬涂料或加裝導(dǎo)電碳纖維夾層。
(2) 優(yōu)先采用前級(jí)具備濾波功能的“二合一”導(dǎo)航天線和接收機(jī)[9]。
(3) 調(diào)整天線間距,或?qū)⑻炀€地金屬層設(shè)計(jì)成“周期性非理想地”,在諧波處可以增加10~15 dB的隔離。
(4) 提高發(fā)射機(jī)諧波抑制性能。
(5) 加強(qiáng)系統(tǒng)中射頻連接的阻抗匹配設(shè)計(jì)。
(6) 大功率連接器選用沒有鍍鎳工藝的連接器。
(7) 提高電纜的屏蔽效能。
(8) 系統(tǒng)中應(yīng)采取多點(diǎn)接地措施,特別是大功率濾波器類的接地。
3結(jié)語
機(jī)動(dòng)平臺(tái)在某些特定時(shí)期的作用將越來越大,需要集成的功能將越來越多,采用綜合傳感器方式將是未來科技發(fā)展的趨勢(shì)。本文根據(jù)機(jī)動(dòng)平臺(tái)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)諧波對(duì)Glonass導(dǎo)航設(shè)備所造成的電磁干擾進(jìn)行了全面分析,并通過電磁仿真獲得最大干擾路徑和干擾程度。為了解決干擾問題,給出了所需實(shí)施的改進(jìn)設(shè)計(jì)方法和處理措施,從而為此類機(jī)動(dòng)平臺(tái)干擾系統(tǒng)的順利研制提供了一套行之有效的設(shè)計(jì)手段。伴隨某工程的順利研制,驗(yàn)證了它在工程設(shè)計(jì)中的有效性和使用價(jià)值,具有進(jìn)一步推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)。
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(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所,安徽 合肥 230031)
【摘要】本文對(duì)系留氣球的電磁兼容性試驗(yàn)進(jìn)行了研究分析,根據(jù)測(cè)試曲線和故障現(xiàn)象,對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行超標(biāo)現(xiàn)象分析和超標(biāo)部位定位,再進(jìn)行針對(duì)性的整改處理,以滿足設(shè)備電磁兼容特性。試驗(yàn)結(jié)果表明,這些整改措施有效地解決了系留氣球干擾超標(biāo)和敏感的問題,提高了產(chǎn)品的電磁兼容性,對(duì)類似產(chǎn)品的電磁兼容性設(shè)計(jì)也具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞 系留氣球;電磁兼容;分析;整改
0引言
系留氣球是一種較為特殊的浮空器,依靠充入內(nèi)部的輕于空氣的氣體提供的升力將有效載荷帶到一定高度的空中工作,實(shí)現(xiàn)既定的任務(wù)。系留氣球是用纜索栓系固定的浮空器,借助于系留纜索、氣動(dòng)升力和剩余浮力,可以在空定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)定高度、長(zhǎng)時(shí)間駐留。作為空中平臺(tái),適合搭載各種通訊、干擾、偵察和探測(cè)等電子設(shè)備。系留氣球系統(tǒng)平臺(tái)包含電源分系統(tǒng)、測(cè)控通信分系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)分系統(tǒng)、動(dòng)力分系統(tǒng)、環(huán)控分系統(tǒng)等。由于多種電子設(shè)備集中在一個(gè)相對(duì)較小的空間內(nèi),在提高設(shè)備集成度、降低體積與安裝空間的同時(shí),不可避免地帶來了內(nèi)部電子部件之間的電磁干擾問題,給設(shè)備的正??煽抗ぷ鲙頋撛诘挠绊憽?/p>
為保證設(shè)備滿足GJB151A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》的要求,并在電磁環(huán)境中能夠正常的工作,特別是提高系統(tǒng)在惡劣的電磁環(huán)境中保持良好的工作狀態(tài),就需對(duì)各類電子設(shè)備進(jìn)行電磁兼容試驗(yàn),對(duì)沒有通過的試驗(yàn)項(xiàng)目就行分析、整改,以達(dá)到滿足環(huán)境的需要。
根據(jù)在電磁兼容試驗(yàn)室對(duì)各個(gè)分系統(tǒng)進(jìn)行的摸底試驗(yàn)結(jié)果,主要有CE102、CE107、CS114、RE102、RS103五個(gè)項(xiàng)目在個(gè)別分系統(tǒng)中出現(xiàn)了不同程度的超標(biāo)或者敏感現(xiàn)象。根據(jù)測(cè)試曲線和故障現(xiàn)象,需要對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行超標(biāo)現(xiàn)象分析和超標(biāo)部位定位,再進(jìn)行針對(duì)性的整改處理,以滿足設(shè)備電磁兼容特性。
1電磁兼容方案設(shè)計(jì)
電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)電磁兼容性,主要有兩種措施,一是屏蔽,切斷干擾源在空間的傳播途徑;二是將干擾信號(hào)濾除,抑制干擾源,切斷線路傳播途徑以達(dá)到電磁兼容的目的。本方案中,主要采用切斷線路傳播途徑技術(shù),對(duì)干擾源信號(hào)、電源系統(tǒng)輸入、輸出端進(jìn)行濾波處理,濾除電磁干擾。同時(shí)對(duì)機(jī)箱外殼、線纜處做屏蔽處理,降低設(shè)備通過空間縫隙輻射對(duì)其它設(shè)備造成影響,從而達(dá)到電磁兼容的目的。
2電磁兼容分析
根據(jù)設(shè)備組成框圖以及測(cè)試情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)分析。
2.1電源線傳導(dǎo)發(fā)射(CE102)超標(biāo)現(xiàn)象分析
設(shè)備的傳導(dǎo)騷擾發(fā)射超標(biāo),主要是設(shè)備電源線傳導(dǎo)發(fā)射(設(shè)備產(chǎn)生的射頻騷擾電壓經(jīng)過電源線傳導(dǎo)出來)。由于設(shè)備電源入口沒有添加電源濾波器,或者添加的電源濾波器在某一頻段的插入損耗值未能滿足電磁兼容性要求,騷擾經(jīng)過電源線直接傳導(dǎo)出來,導(dǎo)致電源線傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。
2.2電場(chǎng)輻射發(fā)射(RE102)超標(biāo)現(xiàn)象分析
根據(jù)超標(biāo)現(xiàn)象分析,輻射超標(biāo)有兩種可能:一種是設(shè)備外殼屏蔽性能不完善,比如連接器未與機(jī)殼有良好導(dǎo)電接觸,設(shè)備機(jī)殼與蓋板之間因?yàn)橛锌p隙而導(dǎo)致屏蔽不完善;另一種是由于電源線、其他信號(hào)線纜未進(jìn)行濾波處理,或未對(duì)線纜進(jìn)行良好的屏蔽,射頻的電磁騷擾經(jīng)電源線和其他信號(hào)線纜對(duì)外輻射發(fā)射,導(dǎo)致設(shè)備電磁兼容試驗(yàn)超標(biāo)。
2.3電源線尖峰信號(hào)傳導(dǎo)發(fā)射(CE107)超標(biāo)現(xiàn)象分析
設(shè)備電源開關(guān)接通和斷開瞬間產(chǎn)生的尖峰信號(hào)是造成CE107項(xiàng)超標(biāo)的主要原因。需要采取抑制器件對(duì)開關(guān)瞬間尖峰進(jìn)行吸收,使測(cè)試數(shù)據(jù)滿足電磁兼容大綱要求。
2.4電場(chǎng)輻射敏感度(RS103)超標(biāo)現(xiàn)象分析
在空間施加電場(chǎng)輻射干擾,干擾通過空間和線纜耦合兩種方式進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部,影響設(shè)備正常工作。
2.5電纜束注入傳導(dǎo)敏感度(CS114)超標(biāo)現(xiàn)象分析
經(jīng)排查,發(fā)現(xiàn)設(shè)備網(wǎng)線未采取屏蔽處理,通過電流卡鉗注入的干擾通過網(wǎng)線進(jìn)入內(nèi)部電路,影響敏感元器件的工作,從而使設(shè)備出現(xiàn)數(shù)據(jù)故障。
3電磁兼容整改
根據(jù)超標(biāo)曲線,對(duì)各分系統(tǒng)進(jìn)行一系列的整改措施。
3.1各單體電源線傳導(dǎo)發(fā)射(CE102)的設(shè)計(jì)整改
在電源分配單元輸入端增加相匹配電源濾波器,用來抑制電源線纜上10K-10M的傳導(dǎo)騷擾發(fā)射。電源濾波器采用高性能可靠性器件,對(duì)入口電源部分進(jìn)行處理。按照以往整改經(jīng)驗(yàn),可采用和后端設(shè)備相匹配的濾波電路對(duì)電源線上的干擾進(jìn)行濾除,在寬的頻率范圍內(nèi)有良好的共模、差模插入損耗。濾波器外形如圖1所示:
3.2電源線尖峰信號(hào)傳導(dǎo)發(fā)射(CE107)整改
根據(jù)測(cè)試發(fā)現(xiàn),CE107超標(biāo)主要因?yàn)榭諝忾_關(guān)(外加開關(guān),本身不屬于系統(tǒng)組成)閉合和斷開瞬間本身就有很強(qiáng)的尖峰干擾,引起試驗(yàn)超標(biāo),針對(duì)此種情況,我們?cè)谙到y(tǒng)前端添加電源濾波器(下轉(zhuǎn)第52頁)(上接第11頁)對(duì)尖峰進(jìn)行吸收的方式來降低尖峰干擾值,從而使測(cè)試開關(guān)瞬間電壓值達(dá)到大綱規(guī)定值。
3.3電場(chǎng)輻射發(fā)射(RE102)的設(shè)計(jì)整改
使用近場(chǎng)探頭來對(duì)超標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行定位分析,測(cè)試方法如圖2所示:
當(dāng)設(shè)備處于全工作狀態(tài)時(shí),采用近場(chǎng)探頭測(cè)試機(jī)柜各部位(包括線纜、按鍵、縫隙等),發(fā)現(xiàn)以下電磁泄漏點(diǎn)。
1)電源線泄露
在各分系統(tǒng)前端添加電源濾波器,特別注意電源濾波器后端到各分系統(tǒng)電纜的屏蔽處理。對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行屏蔽處理,減小導(dǎo)線的耦合干擾。直接避免輸入線纜過長(zhǎng)和未屏蔽而造成輻射超標(biāo)。本次整改主要對(duì)線纜進(jìn)行屏蔽處理,來防止空間與其他線纜之間的耦合。
2)信號(hào)線泄露
對(duì)于設(shè)備的信號(hào)線纜,按照定義分別在設(shè)備兩端進(jìn)行濾波處理,并對(duì)連接線纜使用屏蔽材料進(jìn)行屏蔽處理。
經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),設(shè)備信號(hào)線屏蔽層未與連接器插頭360°接觸,而是使用一根細(xì)導(dǎo)線進(jìn)行連接,或者屏蔽層未與連接器插頭接觸,不能保證信號(hào)線的屏蔽連續(xù)性,造成信號(hào)線上的騷擾從屏蔽不連續(xù)處逸出。將屏蔽層與圓形連接器插頭進(jìn)行360°環(huán)接,屏蔽層盡量選擇接觸電阻小的材質(zhì)。
3)射頻頭泄露
根據(jù)近場(chǎng)探頭對(duì)射頻頭測(cè)試發(fā)現(xiàn),射頻頭泄露比較嚴(yán)重。將50歐姆負(fù)載連接在射頻頭上,測(cè)試發(fā)現(xiàn)干擾消除,采用此種方法,防止干擾從射頻頭向外泄露。
4)縫隙處泄露
外殼縫隙處,接觸面氧化導(dǎo)致導(dǎo)電性下降,對(duì)各接觸面進(jìn)行清潔,使接觸面導(dǎo)電連續(xù)。
將圓形連接器下防水襯墊更換為導(dǎo)電襯墊,使圓形連接器與殼體導(dǎo)電接觸良好。
3.4電場(chǎng)輻射敏感度(RS103)的設(shè)計(jì)整改
對(duì)于RE103超標(biāo),主要采取屏蔽的方式,來抑制空間干擾通過縫隙或線纜對(duì)內(nèi)部電路的影響。
3.5電纜束注入傳導(dǎo)敏感度(CS114)的設(shè)計(jì)整改
對(duì)設(shè)備信號(hào)線纜和網(wǎng)線進(jìn)行屏蔽處理,抑制試驗(yàn)時(shí)干擾通過線纜對(duì)設(shè)備的影響。
4結(jié)束語
通過對(duì)系留氣球上各個(gè)分系統(tǒng)或單體設(shè)備的電磁兼容性測(cè)試、分析、整改及再測(cè)試,在電磁兼容實(shí)驗(yàn)室按照國(guó)軍標(biāo)GJB151A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》和試驗(yàn)大綱相關(guān)規(guī)定通過了電磁兼容要求的試驗(yàn)項(xiàng)目。
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關(guān)鍵詞:配電柜 避雷器 穩(wěn)壓器 發(fā)射機(jī) 供電系統(tǒng)
盤錦廣播電視臺(tái)調(diào)頻發(fā)射機(jī)房,建立于上世紀(jì)80年代。從原有一臺(tái)電子管發(fā)射機(jī)經(jīng)過多次改進(jìn),現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為使用四臺(tái)全固態(tài)發(fā)射機(jī),由于新型發(fā)射機(jī)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù),發(fā)射機(jī)的抗浪涌和電磁干擾能力很弱,對(duì)電源設(shè)備質(zhì)量要求很高。為了進(jìn)一步搞好廣播電視的優(yōu)質(zhì)安全播出,我臺(tái)決定淘汰過去老式的補(bǔ)償式調(diào)壓器,對(duì)機(jī)房電源系統(tǒng)進(jìn)行更新改造。著重從機(jī)房供電的穩(wěn)壓可靠、浪涌抑制、諧波及電磁干擾等方面加以推廣和應(yīng)用,今收到了事半功倍的效果。
1、設(shè)備組成
(1)配電柜一個(gè)(200A):是集中安裝空開(開關(guān))、儀表等設(shè)備的成套裝置。起到計(jì)量和停、送電作用,最主要的是用來分配電能。每部發(fā)射機(jī)使用一個(gè)空開,當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)有利于檢修,也便于管理。優(yōu)點(diǎn):空間大,可分流各個(gè)空開,便于工作。
(2)避雷器:在進(jìn)戶線上并聯(lián)一臺(tái)國(guó)家電網(wǎng)提供的避雷器一臺(tái),來保護(hù)戶外雷電的襲擊造成對(duì)發(fā)射機(jī)的損害。
(3)穩(wěn)壓器:穩(wěn)壓器是機(jī)房電源系統(tǒng)的主體設(shè)備,我臺(tái)經(jīng)過考察選購(gòu)一臺(tái)sb—cd型穩(wěn)壓器,具有以下優(yōu)點(diǎn):1)提供可靠的工作電壓。sb-cd型穩(wěn)壓器是采用電力電子技術(shù),是對(duì)傳統(tǒng)的補(bǔ)償式大功率電子穩(wěn)壓器進(jìn)行了升級(jí)換代的改造。其整機(jī)無機(jī)械、無碳刷、實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)控制調(diào)壓,具有穩(wěn)定性好,使用壽命長(zhǎng),響應(yīng)時(shí)間快,效率高以及三相分調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。該型穩(wěn)壓器采用進(jìn)口器件組裝的晶閘模塊,工作穩(wěn)定可靠,具有穩(wěn)定范圍寬、穩(wěn)壓精度高等特點(diǎn)。2)抑制雷電浪涌及電網(wǎng)瞬時(shí)過電壓。新型發(fā)射機(jī)由于采用了微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),因而設(shè)備的抗浪涌能力很弱,輕則造成停播事故,重則至使設(shè)備損壞。Sb-cd型穩(wěn)壓器加裝了足夠容量的雷電浪涌防護(hù)器。它采用新穎的mov(壓敏電阻)矩陣式設(shè)計(jì)和獨(dú)特的填砂滅弧結(jié)構(gòu),雷電流通過時(shí)不爆炸、不冒煙。每個(gè)mov前都裝有一個(gè)快速熔斷的熱保護(hù)器,當(dāng)某一組件出現(xiàn)故障不影響整個(gè)防護(hù)裝置工作。3)濾除影響發(fā)射指標(biāo)的高次諧波和電磁干擾。在機(jī)房中除安裝發(fā)射機(jī)以外還要安裝一些其它設(shè)備(如空調(diào)等),這些設(shè)備可能會(huì)產(chǎn)生一些搞次諧波或電磁干擾,竄入電源線后將對(duì)發(fā)射機(jī)的信噪比、失真度等指標(biāo)造成一定影響,此設(shè)備加入了ht811型三相四線電源濾波器,以有效地濾除沿電源線傳輸?shù)母叽沃C波和電磁干擾。
2、設(shè)計(jì)方案
調(diào)頻發(fā)射機(jī)房共有四臺(tái)發(fā)射機(jī),其中三臺(tái)發(fā)射機(jī)功率是3kw,一臺(tái)是1kw。盤錦廣播電視臺(tái)的供電情況為:兩路市電380伏供電,電壓波動(dòng)為正負(fù)百分之十左右,電源線中存在一定的電磁干擾,有時(shí)發(fā)生過雷擊損壞發(fā)射設(shè)備事故。根據(jù)以上情況,我臺(tái)的設(shè)計(jì)方案為四個(gè)方面:
(1)為四臺(tái)發(fā)射機(jī)配備一臺(tái)sbw5b—cd型廣播電視專業(yè)穩(wěn)壓器,為發(fā)射設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的供電電源。穩(wěn)壓器容量選擇50kva的。對(duì)于全固態(tài)發(fā)射機(jī),其實(shí)際輸入功率一般按發(fā)射功率的兩倍來計(jì)算,四臺(tái)發(fā)射機(jī)總輸入功率為2x(3x3+1)=20kw。由于全固態(tài)發(fā)射機(jī)為非線性負(fù)載,需要考慮諧波影響和功率因數(shù)的問題,所以,穩(wěn)壓器容量應(yīng)按負(fù)載功率的兩倍計(jì)算穩(wěn)壓器額定容量。即:穩(wěn)壓器容量為:2x20=40kva穩(wěn)壓器補(bǔ)償范圍為正負(fù)20/100,穩(wěn)壓精度為正負(fù)3/100。
(2)由于機(jī)房地處多雷區(qū),所以設(shè)計(jì)了三級(jí)雷電浪涌防護(hù)。第一級(jí)防護(hù)在380伏電源入戶處安裝一個(gè)避雷器,并聯(lián)在三相電中。第二級(jí)在穩(wěn)壓器的電源進(jìn)線端安裝一臺(tái)xn80型浪涌防護(hù)器,其最大放電電流為160ka/每相;第三級(jí)在發(fā)射機(jī)的電源端安裝一臺(tái)1457-41型浪涌防護(hù)器,其最大放電電流為60ka/每相。
(3)由于電源線中存在一定的電磁干擾,所以在穩(wěn)壓器的輸出端安裝了一臺(tái)電源濾波器。
(4)調(diào)頻發(fā)射機(jī)房戶外兩路供電廂,具有兩路供電相互自動(dòng)切換裝置;在機(jī)房入戶端的避雷器后端安裝一臺(tái)配電柜。為實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)發(fā)射機(jī)的電源分別控制,在穩(wěn)壓器中,為發(fā)射機(jī)分別配備了通斷開關(guān),可實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)發(fā)射機(jī)的電源通斷控制。
3、方框圖
4、設(shè)備的接地
發(fā)射設(shè)備接地:一是為了保證人身和設(shè)備的安全,而采取的一種用電措施。二是為了發(fā)射設(shè)備工作時(shí)有一個(gè)統(tǒng)一的電位參考點(diǎn),防止外界電磁場(chǎng)的干擾和抑制設(shè)備內(nèi)部向外輻射無用信號(hào)。接地裝置將廣播設(shè)備和其他設(shè)備上可能產(chǎn)生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下,從而避免人身觸電和可能發(fā)生的停播事故。接地系統(tǒng)由接地體和接地線組成。直接與土壤接觸的金屬導(dǎo)體稱為接地體。發(fā)射設(shè)備需接地點(diǎn)與接地體連接的金屬導(dǎo)體稱為接地線。
我們將一根50x50毫米尺寸的角鋼垂直埋入地表面下1.5米處與接地線連接。這個(gè)深度以下,土壤電導(dǎo)率受季節(jié)影響變動(dòng)較小,接地電阻穩(wěn)定,且不易遭受外力破壞,從而保證人身和發(fā)射機(jī)播出安全。
關(guān)鍵詞:移動(dòng)通信;基站;電磁輻射;環(huán)境影響;環(huán)保措施
前言
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,當(dāng)前移動(dòng)通信工具數(shù)量激增,手機(jī)成為人們?nèi)粘9ぷ骱蜕钪斜夭豢缮偻ㄔ捁ぞ?。手機(jī)通信功能的實(shí)現(xiàn)是依靠電磁波來實(shí)現(xiàn)信息的傳遞,因此在人們享受移動(dòng)通信便捷性的同時(shí),也會(huì)擔(dān)憂移動(dòng)通信電磁輻射對(duì)身體健康的影響。但相較于手機(jī)對(duì)使用者所帶來的輻射影響而言,移動(dòng)通信基站的電磁輻射則是針對(duì)于周圍環(huán)境,這使處于移動(dòng)基站周圍的小區(qū)居民對(duì)移動(dòng)基站電磁輻射影響非常敏感。因此需要對(duì)移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境影響進(jìn)行分析,以此來有效的緩解人們對(duì)基站電磁輻射所帶來的不安。
1電磁環(huán)境與電磁輻射
電磁環(huán)境即是由不同頻率的電場(chǎng)、磁場(chǎng)所組成,將自然、人為、有源、無源、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的電磁現(xiàn)象都包括在內(nèi)。在電磁環(huán)境中,由于變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替在空間內(nèi)傳播,這些通過空間傳播的電磁能量稱之為電磁輻射。在電磁輻射下會(huì)對(duì)裝置、系統(tǒng)和設(shè)備等的性能帶來不利影響,同時(shí)還會(huì)對(duì)有生命及無生命的物質(zhì)帶來一定的損害,從而造成電磁輻射污染現(xiàn)象發(fā)生。
2移動(dòng)通信基站的電磁輻射
在移動(dòng)通訊基站中,其主要由兩部分組成,基站內(nèi)很大一部分設(shè)備都屬于室內(nèi)部分,只有饋線、收發(fā)天線屬于室外部分。室內(nèi)部分中的各種設(shè)備在設(shè)計(jì)和制造過程中就采取有效的電磁屏蔽措施,這也使其不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境帶來電磁輻射污染。但處于室外部分的饋線及天線在運(yùn)行過程中,則會(huì)向周圍環(huán)境中發(fā)射電磁波,從而造成周圍環(huán)境空間內(nèi)電磁輻射場(chǎng)增高。因此在確?;局車h(huán)境電場(chǎng)強(qiáng)度要與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求相符。因此在基站選擇備用電源時(shí),盡可能選拔免維護(hù)的密封蓄電池組,避免發(fā)生漏液現(xiàn)象,使機(jī)房使用過程中不存在廢水、廢氣對(duì)環(huán)境的污染問題。在當(dāng)前移動(dòng)通信基站運(yùn)行過程中,其電磁輻射主要由三個(gè)方面產(chǎn)生:即發(fā)射機(jī)本身電磁泄漏、發(fā)射天線信號(hào)發(fā)射及高頻電纜和接頭處等。這其中無論是發(fā)射機(jī)還是發(fā)射天線抽導(dǎo)致的電磁輻射,由于基站建設(shè)高度較大,這也使其對(duì)地面所帶來的輻射強(qiáng)度較小。對(duì)于高頻電纜接頭處通常都有著特殊的防護(hù)措施,因此基站電磁輻射對(duì)于地面的影響度不大。但對(duì)于部分建設(shè)在高樓樓頂?shù)陌l(fā)射基站,其對(duì)居住在離樓頂較近處的居民所帶來的危害不容忽視。
3電磁輻射和健康之間的關(guān)系分析
電磁輻射作為能量流,其所產(chǎn)生的電磁輻射污染現(xiàn)象會(huì)對(duì)人體健康帶來較大的危害。在電磁波環(huán)境下,不同的電磁波波段會(huì)對(duì)人們產(chǎn)性不同的生物效應(yīng),從而使人們健康受到不同程度的損害。另外,由于人體自身也具有十分微弱的電磁場(chǎng),一旦人體內(nèi)部這個(gè)穩(wěn)定、有序的磁場(chǎng)受到干擾后,則會(huì)損害人體的循環(huán)功能。因此長(zhǎng)時(shí)間處于電磁輻射環(huán)境下人體各方面機(jī)能都會(huì)受到不同程度的損害,引發(fā)一些不良后果??梢哉f電磁輻射和人體健康之間具有十分緊密的關(guān)系,其為人們健康的帶來的危害不容小覷。
4移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響分析
在對(duì)移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)環(huán)境帶來的影響研究過程中,發(fā)現(xiàn)具體的影響因素十分復(fù)雜,但在通過實(shí)踐測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn):電磁暴露小區(qū)的電磁輻射強(qiáng)度明顯高于對(duì)照小區(qū),但平均值都在GB9175-88的一級(jí)安全范圍內(nèi)(10μw/cm2);安裝鋁合金防盜網(wǎng)具有良好的電磁場(chǎng)屏蔽作用;同時(shí)建有兩個(gè)通信基站的小區(qū),兩者所產(chǎn)生的電磁輻射在某一區(qū)域范圍可產(chǎn)生電磁場(chǎng)疊加現(xiàn)象,使輻射強(qiáng)度增加;個(gè)別與基站天線距離較近(小于20m)、窗戶與基站天線處于同一水平位置和與基站天線主瓣方向一致的居室內(nèi),電磁輻射功率密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一級(jí)安全范圍,可達(dá)到20.44μw/cm2,但也在GB9175-88的二級(jí)中間區(qū)容許范圍內(nèi)(40μw/cm2)。此外研究還發(fā)現(xiàn),天線主瓣方向區(qū)域電磁輻射不一定較高,副瓣方向區(qū)域電磁輻射也不一定較低。這其實(shí)并沒有與理論相違背,因?yàn)榄h(huán)境地形、地貌、建筑物鋼筋水泥結(jié)構(gòu)、空中架設(shè)的電線等等,都將對(duì)電磁波產(chǎn)生反射、繞射、折射、散射和吸收,從而使得電磁輻射強(qiáng)度的分布復(fù)雜化。
5移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)環(huán)境影響的環(huán)保措施
在日常移動(dòng)通信基站運(yùn)行過程中,其所發(fā)射的電磁波功率密度需要保持在國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值范圍內(nèi),同時(shí)采取必要的措施來有效的防范電磁輻射污染。對(duì)于在樓頂上建設(shè)基站的情況,在電磁輻射過程中,隨著時(shí)空的延伸電磁輻射會(huì)出現(xiàn)衰減的情況,這也表明建設(shè)在樓頂?shù)幕緦?duì)樓頂?shù)目臻g影響較大,對(duì)于周邊建筑內(nèi)的輻射相對(duì)較小。即設(shè)置在樓頂位置的基站,其電磁波輻射的最大值則會(huì)出現(xiàn)在樓頂,電磁波在傳遞過程中受建筑物阻擋和吸收,因此電磁波輻射也會(huì)隨著樓層的降低不斷衰減。但在具體基站建設(shè)過程中,需要注意天線主波瓣方向要避免居民樓,對(duì)于實(shí)在無法避開的情況,需要確保與居民樓之間水平距離保持在25米以上。同時(shí)還要適當(dāng)增加天線的高度,并適當(dāng)?shù)臏p少天線下傾角,這樣可以有效的降低基站電磁輻射的產(chǎn)生。在保證基站發(fā)射天線滿足覆蓋要求的同時(shí),還要盡可能的做到降低天線發(fā)射功率。當(dāng)基站建成運(yùn)行后,還要加強(qiáng)對(duì)基站的監(jiān)測(cè)工作,并對(duì)監(jiān)測(cè)到的結(jié)果及時(shí)向公眾進(jìn)行公布,有效的消除公眾的不安情緒,為基站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)商合法權(quán)益的保護(hù)奠定良好的基礎(chǔ)。
6結(jié)束語
近年來移動(dòng)通訊已全面普及,成為人們工作和生活中必不可少的重要工具。在使用移動(dòng)通訊過程中,人們?cè)谙硎芷渌鶐肀憬菪缘耐瑫r(shí),也越來越意識(shí)到移動(dòng)通信設(shè)備所帶來的電磁輻射影響問題。但由于民眾對(duì)于移動(dòng)通訊電磁輻射影響方面的知識(shí)了解不多,這也使人們?nèi)菀子纱艘l(fā)恐慌和不安。針對(duì)于這種情況下,媒體需要加大宣傳教育的力度,通信企業(yè)要采取有效的防護(hù)措施,專業(yè)技術(shù)人員要加快新技術(shù)的研發(fā),提高天線發(fā)射系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),有效的減少電磁輻射對(duì)環(huán)境帶來的不利影響,使公眾能夠科學(xué)合理的面對(duì)移動(dòng)通信基站的電磁輻射。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電磁兼容 可靠性 EMC 標(biāo)準(zhǔn)
中圖分類號(hào): O441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、電磁干擾
電力系統(tǒng),特別是發(fā)電廠與變電所,在正常和異常運(yùn)行狀態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生或遭受到各種電磁干擾。例如高壓電氣設(shè)備的操作,低壓交直流回路內(nèi)電氣設(shè)備的操作,短路故障等所產(chǎn) 生的瞬變過程,電氣設(shè)備周圍的靜電場(chǎng)和磁場(chǎng)、雷電、電磁波輻射、人體與物體的靜電放 電等。電能質(zhì)量本質(zhì)上也是一個(gè)電磁兼容問題,例如電壓波動(dòng)、電壓突降和中斷、電源頻 率變化、諧波等都會(huì)對(duì)電氣、電子設(shè)備的正常運(yùn)行構(gòu)成干擾。而電氣、電子設(shè)備本身由于 其組成部分和局部電路的特性或者它們的工作信號(hào)也會(huì)形成干擾源,惡化電磁環(huán)境,影響 其它設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作。 干擾能量可以通過多種途徑從干擾源耦合到受干擾的沒備或系統(tǒng)上,歸納起來可以分為 傳導(dǎo)和輻射兩大類。傳導(dǎo)是指干擾源和受干擾設(shè)備間通過互連的導(dǎo)線、互感及靜電電容等 而起的耦合作用;輻射則是指干擾源通過空間電磁波的作用對(duì)擾對(duì)象產(chǎn)生干擾。
二、電磁兼容的意義和內(nèi)容
電磁兼容技術(shù)(Electromagnetic Compatibility 簡(jiǎn)稱 EMC)是以解決實(shí)踐中的電磁干擾 而出現(xiàn)并發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。從廣義來說,電磁兼容要研究和解決的問題是電氣、 電子設(shè)備及系統(tǒng)以及人類或動(dòng)植物在一個(gè)共同的電磁環(huán)境中的共存問題。它既包括電氣、 電子設(shè)備之問的相互干擾,也包括電磁環(huán)境對(duì)人和其他動(dòng)植物的生理效應(yīng),核爆炸電磁脈 沖的影響等。對(duì)于電氣和電子設(shè)備來說,電磁兼容是指設(shè)備或系統(tǒng)在規(guī)定的電磁環(huán)境下不因電磁干擾而降低工作性能,它們本身所發(fā)射的電磁能量也不影響其他設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作,從而達(dá)到互不干擾,在共同的電磁環(huán)境下一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。因此,電磁兼容包括抗干擾(設(shè)備或系統(tǒng)抵抗電磁干擾的能力)和電磁發(fā)射控制(設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)射 的電磁能量的控制)兩個(gè)方面。
三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的電磁兼容試驗(yàn)。
電磁兼容試驗(yàn)是電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容。這里所說的電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備包括繼電 保護(hù)、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)動(dòng)以及相關(guān)的通信設(shè)備和系統(tǒng)。電磁兼容試驗(yàn)的目的和電磁兼容意義相對(duì)應(yīng), 電磁兼容試驗(yàn)包括電磁敏感性試驗(yàn)和電磁發(fā)射測(cè)試兩個(gè)方面。 電磁兼容試驗(yàn)的目的是:(1)評(píng)定被試設(shè)備在經(jīng)受規(guī)定嚴(yán)酷等級(jí)的電磁干擾時(shí)的抗干擾性能; (2)確認(rèn)被試設(shè)備不會(huì)發(fā)出超過規(guī)定電平的傳導(dǎo)或輻射干擾。
3.1電磁敏感性試驗(yàn)(抗干擾試驗(yàn))
電磁敏感性試驗(yàn)(抗干擾試驗(yàn))主要有低頻擾動(dòng)試驗(yàn)、傳導(dǎo)性瞬變和高頻干擾試驗(yàn)、磁場(chǎng)敏感度試驗(yàn)以及輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)。其中低頻擾動(dòng)主要指的是設(shè)備的交流電源所受到的擾動(dòng),但有時(shí)也包括直流電源的擾動(dòng);而靜電放電是指當(dāng)兩種介電常數(shù)不同的絕緣材料發(fā)生直接接觸再分離時(shí),特別是發(fā)生相互磨擦?xí)r,兩者間會(huì)發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)換而帶有各自不同的電荷。這種現(xiàn)象稱為靜電帶電(或摩擦帶電)。 在地毯上行走時(shí),鞋底上會(huì)積累電荷。人穿化纖衣服,衣服間或衣服與座椅的摩擦也會(huì)造 成電荷的交換。因?yàn)槿梭w是導(dǎo)電的,由于感應(yīng),在人體上就產(chǎn)生感應(yīng)電荷。 人身或物體因摩擦帶電而積累的電荷在釋放時(shí)就發(fā)生靜電放電。靜電放電對(duì)設(shè)備的影響,有可能是帶電人體對(duì)設(shè)備的直接接觸放電,也可能是人對(duì)鄰近物體或鄰近物體之問的放電所引起。前者稱直接放電,后者稱問接放電
3.2發(fā)射試驗(yàn)的目的在于確認(rèn)被試設(shè)備不會(huì)發(fā)射出超過規(guī)定電平的傳導(dǎo)或輻射電 磁能量,以免影響其他設(shè)備的可靠工作。
由于電工與電子設(shè)備的迅速發(fā)展,電磁干擾的發(fā)射源和對(duì)電磁干擾敏感的設(shè)備激增,特別是應(yīng)用微電子技術(shù)的設(shè)備已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域,EMC 已成為制約設(shè)備與系統(tǒng)性能的重要 因素,普遍引起各國(guó),尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視。EMC 指標(biāo)已成為標(biāo)志設(shè)備與系統(tǒng) 性能的主要方面,例如歐洲共同體 12 個(gè)國(guó)家已提議銷售到歐共體的產(chǎn)品必須經(jīng)過電磁兼容試驗(yàn)。因此有人說:產(chǎn)品的電磁兼容性是電子產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的通行證。 我國(guó)電力系統(tǒng)已大量采用了集成電路器件和微機(jī)構(gòu)成的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置,這些裝置在獲取信息和傳送信息的過程中,其觸角伸向電力系統(tǒng)的各個(gè)角落,因而不可避免地要感受到外部電磁環(huán)境的影響。
在電力系統(tǒng)應(yīng)用半導(dǎo)體技術(shù)的初期,曾頻繁地出現(xiàn)過因一次系統(tǒng)操作而導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)的情況,后來已得到解決。近年來隨著微電子技術(shù)的廣泛采用,運(yùn)行中又逐漸遇到一些新的干擾問題。例如發(fā)電廠內(nèi)強(qiáng)工頻磁場(chǎng)干擾計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)使屏幕顯示器的畫面扭曲變形和抖動(dòng);發(fā)、變電站內(nèi)使用步話機(jī)時(shí)引起繼電保護(hù)誤動(dòng)或誤發(fā)信號(hào),或是使發(fā)電機(jī)調(diào)速器和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)量大幅度擺動(dòng)。這些問題已 引起各方面的重視。當(dāng)然,還有許多影響繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置運(yùn)行可靠性的潛在干擾因素。目前在發(fā)達(dá)國(guó)家里已形成了一套完整的 EMC 工作體系,包括理論研究、測(cè)試、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 及抗干擾技術(shù)等。我國(guó)電力系統(tǒng)以往雖進(jìn)行了一些抗干擾研究工作,也制訂了一些標(biāo)準(zhǔn),但距現(xiàn)實(shí)需要和國(guó)際的差距仍很大。為了提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置的可靠性, 確保自動(dòng)化新技術(shù)的順利發(fā)展,并適應(yīng)工程招標(biāo)和國(guó)際市場(chǎng)與國(guó)際合作的需要,亟需加強(qiáng) EMC 的研究和技術(shù)管理工作。
在電力系統(tǒng)內(nèi)要進(jìn)行的 EMC 工作是多方面的,主要有: (1)電力系統(tǒng)電磁環(huán)境電平的測(cè)試和分析研究;(2)專業(yè)設(shè)備抗干擾措施及電磁兼容性設(shè)計(jì)研究; (3)專業(yè)設(shè)備電磁兼容性規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的研究和建立;(4)電磁兼容性測(cè)試和模擬技術(shù)的研究 ;(5) EMC 試驗(yàn)設(shè)備和設(shè)施的建立 當(dāng)前首要的工作是要制訂專業(yè)設(shè)備的電磁兼容性規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和建立相應(yīng)的 EMC 試驗(yàn)設(shè)備 與設(shè)施。 通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行貫徹, 進(jìn)一步推動(dòng)抗干擾措施和電磁兼容性設(shè)計(jì)的研究和發(fā)展, 從而進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝置與系統(tǒng)的工作可靠性。
參考文獻(xiàn):
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:北大期刊
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榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
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