本文選自國家級期刊《中國信息化》，《中國信息化》雜志由新聞出版總署正式批準、中華人民共和國工業和信息化部主管主辦的一本國家批準創刊的唯一一份以關注工業化與信息化融合，推進信息化進 程為使命的國家級信息化媒體國公開刊物。國際標準刊號：ISSN1672-5158，國內統一刊號：CN11-5119/TP。郵發代號82-898.

　　摘要：隨著經濟的發展,科技水平的提高,我國的無線設備被越來越廣泛的應用,在眾多的領域發揮著重要的作用。然而無線設備在現實應用中卻受許多因素的干擾,為了更好地發揮無線設備的作用,我們必須進行抗干擾設計。本文將對無線設備抗干擾設計中應注意的一些問題進行研究。

　　關鍵詞：無線基本技術,形式和危害,抗干擾問題,應用,防雷措施

　　1無線安全基本技術

　　1.1訪問控制

　　訪問控制：限制。利用ESSID、MAC限制，防止非法無線設備入侵。

　　1.2提高無線網絡的安全性

　　IEEE802.11b協議中包含了一些基本的安全措施，包括：無線網絡設備的服務區域認證ID(ESSID)、MAC地址訪問控制以及WEP加密等技術。IEEE802.11b利用設置無線終端訪問的ESSID來限制非法接入。在每一個AP內都會設置一個服務區域認證ID，每當無線終端設備要連上AP時，AP會檢查其ESSID是否與自己的ID一致，只有當AP和無線終端的ESSID相匹配時，才接受無線終端的訪問并提供網絡服務,AP如果不符就拒絕給予服務。利用ESSID，可以很好地進行用戶群體分組，避免任意漫游帶來的安全和訪問性能的問題。

　　2無線設備被干擾的形式和危害

　　無線設備工作的時候,經常會被周圍環境中不同強度的磁場、電場、電磁場和噪聲干擾,它的變化頻率從零頻、低頻到達高頻。這些干擾主要來自兩個方面

　　①是自然因素。如火山噴發，雷電,沙塵暴以及宇宙射線中的無線電波等，②是人為因素,如無線設備自身所產生的電氣干擾。工作中的設備受到這些干擾時,會呈現出不同程序的損傷,設備部件被破壞,使得設備性能變差,發生漏電、短路甚至斷路,直至儀器不能正常工作,所以說對無線設備抗干擾設計很有必要。

　　3無線設備抗干擾設計時應考慮的問題

　　3.1無線設備抗干擾設計時應重點從以下幾個方面考慮

　　3.3.1電源因素

　　要充分考慮電源對電路的影響,電源做好了,抗干擾問題就解決了大半。

　　3.3.2電磁干擾

　　無線設備極易受到電磁干擾的影響。電磁干擾傳播的方式分輻射和傳導兩種。無線設備所受的外界干擾主要是來自周邊的電子設備、電線和自然界中的電磁輻射。對于內部,設備自身的射頻電路會受到自身電路的干擾,干擾信號通常通過輻射和傳導這兩種途徑影響射頻電路,一種無線設備受到別的無線設備干擾的可能性很大。

　　3.3.3數字信號

　　由于高速變化的數字信號可能變成對模擬信號的噪聲干擾,這些瞬變噪聲占用的頻譜較寬、能量較大,對電子元件危害也很大。

　　3.3.4通信協議

　　在無線系統中,通信協議非常之重要,無線通信協議的好壞將直接關系到系統的誤碼率、安全性和系統的運行速度。

　　3.3.5穩定電壓

　　通過低通濾波器以及隔離變壓器接入供電線路,低通濾波器可吸收絕大部分電網中的“毛刺”,隔離變壓器和普通變壓器有所不同,它在初級繞組和次級繞組間使用一個屏蔽層,并將它和鐵芯一同接地,以防干擾通過初次級之間的電路效應進到供電系統,從而大大減小了對無線設備的干擾。

　　3.3.6地線引入

　　當導線兩端在不同接地點接地的時候,由于導線有電阻,因此兩接點間存在電阻,這個電阻稱為地阻抗。干擾源存在時,一個電壓差會在地阻抗兩端產生,如果將其看成一個電壓源,電路的輸人和輸出電壓就會受到影響。

　　3.3.7電源噪聲

　　環境溫度、交流電壓、負載電流、元器件的老化等因素會引起直流電源供電電壓的變化,出現脈動和噪聲,這些也會影響設備的中產工作。

　　4抗干擾設計在現實中的應用

　　4.1電源方面的設計

　　要充分考慮電源對電路產生的影響。我們設計時可用其它電路部分和無線射頻部分分別供電的辦法。高頻器件對噪聲非常的敏感,因而可以給各部分電源裝上濾波器或是穩壓器,從而減少芯片被干擾的程度。

　　4.2防電磁干擾方面的設計

　　若沒有足夠的多專業知識以及測試手段,射頻部分應嚴格按照參考設計,以獲得最好的效果。

　　4.3數字信號方面的設計

　　由于高速變化的數字信號可導致對模擬信號的噪聲干擾,而瞬變噪聲占用

　　的頻譜寬、能量大,對設備危害很大,因此,在電路的重要部位應該適當配置去耦電容。去耦電容應直接跨接在要去耦的電源與大地之間。數字電路中的任何一片集成電路芯片原則上都應配置去耦電容,以便其隨時充電放電。干擾傳播最普遍的方式是通過共用接地線傳播干擾,因此模擬地與數字地要分開,只在一點連接。如果信號線與有干擾電流的導線靠近,那么干擾會就會被誘導到信號線上,使信號線上的信號就會被干擾,因此布線分離是一種干擾行之有效的方法。盡量使干擾源遠離敏感元件,用地線將數字區與模擬區隔離。布線時盡量減小回路環的面積,從而降低感應噪聲。在速度能符合要求的前提之下,盡可能選擇低速數字電路和降低芯片的晶振頻率。

　　4.4通信協議方面的設計

　　在無線數據的通信過程中,使用一個行之有效的數據接收算法是非常有必要的,從而可以從錯誤數據和噪音信號中分離出有效數據。協議把主要數據分成一定格式的若干個數據,而且還增加一些其他的信息,此過程稱為打包。接收端處,協議去掉這些其他信息,只會留下初始信息,此過程稱為解包。所以發送數據就得先打包,而怎樣定義好這個數據包的格式是關鍵。若是使用UART的格式,則先要了解它對噪音比較敏感的弱點。數據包里所有字節都得用UART格式,此外,數據包開始前要有同步碼,使用同步碼的作用是讓UART格式的數據被接收端芯片正確的識別。

　　4.5穩定電壓方面的設計

　　由低通濾波器和隔離變壓器接到供電線路,低通濾波器可吸收大部分電網中的“毛刺”。

　　4.6地線引入方面的設計

　　當導線的兩端在不同的接地點接地時,由于導線有電阻,因此兩接點間有電阻,稱之為地阻抗。當干擾源存在時,它會在地阻抗兩端產生一個電壓差,如果把它看做一個電壓源,它便會影響到電路的輸人和輸出電壓,解決地阻抗干擾的最好辦法是將兩點合并于一點處接地,即單點接地。

　　4.7電源噪聲方面的設計

　　環境溫度、負載電流、交流電壓、元器件的老化等因素都會引起直流電源供電電壓的變化,出現脈動和噪聲。解決電源噪聲的辦法是采用電源解藕濾波器,對那些耗電較大的電流器件,在其電源和地之間加接高頻濾波電容,使得設備的瞬時電流不直接來自系統的電源,而是從它的高頻濾波電容上去取,這樣就大大減少了因電流負載瞬態地導接通或切斷引起的尖峰電流所產生的干擾。

　　5無線電設備防雷措施

　　5.1外部防雷外部防雷系統由避雷針、引下線、接地地網等組成,缺一不可。一般防止直擊雷破壞是通過避雷裝置即避雷針、引下線和接地網絡構成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而避雷針、引下線和接地裝置的導通只能保護安裝避雷針的物體本身免受直擊雷的損毀,但雷電會通過多種形式及途徑破壞電子設備。

　　5.2對通信基站而言,天饋線系統和機房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊,可以通過合理的設計避雷針的保護角和良好的接地系統起到保護作用。接地體指埋入土壤中或混凝土基礎中作散流用的導體。有人工接地體和自然接地體兩種。接地網是把需要接地的各系統,統一接到一個地網上或者把各系統原來的接地網通過地下或者地上用金屬連接起來,使它們之間成為電氣相通的統一接地網。一定要有一個良好的接地系統,因為所有防雷系統都需要通過接地系統把雷電流泄入大地,從而保護設備和人身安全。如果基站接地系統做得不好,不但會引起設備故障,燒壞元器件,嚴重的還將危害工作人員的生命安全。另外還有防干擾、防靜電等問題都需要建立良好的接地系統來解決。一般整個基站的接地系統有:建筑物地網、鐵塔地、電源地、邏輯地(也稱信號地)、防雷地等。然而,各地網之間必須獨立時,如果相互之間距離達不到規范要求的話,則容易出現地電位反擊事故,因此,各接地系統之間的距離達不到規范的要求時,應盡可能連接在一起,如實際情況不允許直接連接的,可通過地電位均衡器實現等電位連接。

　　6設計應用實例

　　隨著機器生產節拍的加快,發現部分洗衣機由于程控器引線沒有安放到位的原因,出現了進水時排水閥有誤動作的現象。我們對此進行了分析及測試,發現如果引線放到位時,群脈沖試驗的電壓達到1.5kV時程控器都可以正常工作,但如果引線松脫后下垂特別是當引線靠近芯片時,群脈沖電壓600V時程序就己經出現了混亂。我們在芯片口的5V端口處加上一個100nF的電容,則引線從芯片下方穿過時,群脈沖試驗電壓達到1.7kV洗衣機也可以正常工作,落實該項措施后,產品沒有再出現類似問題。

　　7結語

　　無線設備正在被越來越廣泛的應用,如何減小并防止干擾是無線設備設計中亟待解決的問題,這樣設備才能發揮其最大的使用價值,我們的效率也會得到大大的提高,本文總結了一些重要的干擾因素,并提出了相應的預防措施,以達到提高設備性能的目的。