卫星局对中波和短波实验的探究及解释

古丽·艾斯坎提

（作者单位：新疆广播电影电视局6502台）

卫星局对中波和短波实验的探究及解释

古丽·艾斯坎提

（作者单位：新疆广播电影电视局6502台）

摘 要：卫星局对中波和短波实验中出现的需要实现电磁波的变频处理、消除电磁干扰、实现电磁兼容及压制互调信号等操作。本文对这些方面进行细致探究。

关键词：卫星局；中波和短；电磁兼容；互调信号

1　卫星局对中波和短波实验中变频的实现方式

卫星局在信号发送和接收时，由于电磁波的随机性，短波和长波共存的现象十分明显，为了方便对接收的信号进行处理，采用一次变频或者两次变频的方案。由于波速的一定，频率的改变和波长的改变是相对应的，首先在混频的过程中，由于要进行频谱的线性搬移，所以需用非线性器件来完成。不过这种方法除了会产生所需的频率以外，还会产生大量不需要的组合频率分量。一旦这些组合频率分量的频率接近于有用信号频率时，就会对有用信号形成强烈干扰。

如果接收信道采用一次变频，过程简单，且设备量少，不过极易产生镜频干扰。为了有效抑制镜频干扰，在许多接收机系统中都采用了二次变频的方案。采用二次变频方案后不单单中频可以采用较高频率，此外还可以在两次变频中间设置滤波器，能更有效地抑制干扰。

2　卫星局对中波和短波实验中如何消除电磁干扰

卫星局对中波和短波实验中，不可避免电磁干扰，如何有效地降低干扰是很重要的一项操作。接收机元器件的布局与一般电子器件布局不同，由于电路是微型电路，所有的元器件都非常小，布局过程采用的是表面贴装工艺，运用红外炉再流焊来实现微型电子元器件的焊接。焊接是电路设计中非常重要的一个环节，其焊接的质量直接影响整个电路的成品质量。对于PCB电路，在焊接中尤其需要注意的是，不同的电子器件之间要形成很好的电磁兼容，切不可产生相互之间的电磁辐射，影响各个电子器件的独立运行。所以，在选择电子元器件时，会优先选择具备抵抗地磁干扰能力的器件。

此外，整个电路在运行中，电路中存在电流就会产生磁场，所以电路除了各个期间的电磁干扰之外，还需要考虑电路本身对其他电路的电磁干扰。因此，宏观的电路布局非常关键。电路布局的一些基本原则可供参考。

首先，元器件的排列尽量成一列，在选择PCB进入熔锡系统的方向减少在焊接过程中造成焊接不牢固而产生的不利情况。通常至少要让元器件之间的距离达到0.5 mm以上，才能顺利完成元器件之间的熔锡焊接。否则，由于元器件之间的距离过于靠近，焊接工作将无法顺利开展。

其次，PCB系统的所有接口都需要相互匹配，无论是位置还是大小和形状，都应综合考虑，保证相互之间的连接没有任何问题。另外，由于电路的复杂性，电路之间必然存在电位差值，这些差值出现在距离很小的空间内，这样就极易发生短路的情况，所有电路布局时尽量避免不要使具有高电位差的元器件相差距离过近，防止出现短路的情况，特别是在高电压的工作环境下，尤其需要注意。

最后，需要从整体上认真分析电路的结构，清楚地将电路进行模块划分，每个模块都有很多电子器件，尽量把相同模块的电子器件放置在一起，如高频放大电路或者混频电路等模块。其需要使用非常多的电子器件，在布局时尽量让它们在一起，这样可以有效减少电路中电线环路面积，有效降低电路损耗和产生的电磁辐射。同时，也可以防止不同模块之间的相互干扰。

3　卫星局对中波和短波实验中如何实现电磁兼容

卫星接收机电源产生电磁干扰主要分为四种，第一种是由电源外部进来的干扰；第二部分是由于电源给多个电路供电，电源本身产生的干扰；第三部分是电源本身产生的噪声干扰；第四部分是由于电源馈线产生的干扰信号。

一般情况下，对于电源的电磁兼容设计。首先，为电源变压器实施屏蔽措施，在变压器初次绕组时需要加上静电屏蔽设备，然后为整个电压器加上磁屏蔽设备。此外，这些屏蔽设备都需要进行接地操作。

其次，为电源实施滤波退耦措施，因为每个电路都需要从电源开始接入滤波去耦电路，然后在之后电路的每一节点都需要继续加入滤波去耦电路。

最后，需要合理选择安排电源线，一般要求电源的馈线要足够粗，以保证低电阻，并且对馈线进行电磁屏蔽，一般采用双纹线屏蔽线。此外，在模板上的馈电线条要足够宽，根据电磁感应原理，可以有效降低电感量，降低波阻抗值，减少噪声。

4　卫星局对中波和短波实验中如何有效抑制互调信号

4.1 互调信号的产生

当卫星收机的接收端同时接收到两个或者两个以上可以互调的信号，借助接收机的非线性放大电路，互调信号之间会产

生互调干扰效应。这些互调干扰信号的产生大部分都是随机的，不过信号是矢量，理论上在各个方向都会存在分量。因此，只要这些随机产生的干扰信号，在有用信号方向是存在分量的，那么就会改变有用信号的幅度，使信号失真。

例如，当一个非线性信号的输入函数：

y=a+au+au2+au3+L（1）

0123

假设输入信号是由三个子信号组合而成，a0,a1,a2,a3,L等别是各自信号的系数，卫星接收器晶体管的电压为：

u=U1cosw1t +U2cosw2t +U3cosw3t（2）

将（2）带入到（1）式子就可以认为当这些非线性的信号被卫星接收机接受之后，通过非线性放大器放大之后的情况：

显然最终会形成互调信号，这样的互调信号极其复杂。不过，可以假设w1为卫星正常接收有用信号的角频率，那么可以清楚地看到，在第三阶互调信号的频率2w2− w3、2w3− w2、w2+w3−w1极有可能与有用频率相等，令2w2− w3、2w3− w2、w2+w3−w1等于w1，就可以得到不同组合的w3、w2，任何一个组合就可能产生和有用频率相等的干扰信号。

4.2 如何有效抑制互调信号

卫星的接受信号通常是高频的，也就是说卫星接受信号的频率特征非常明显。因此，可以在一定程度上根据接受信号频率的不同，将互调干扰信号通过滤波器过滤掉。

滤波器的功能是对信号在特定频率或频段内的频率分量做加重或衰减处理（保持有用频带、抑制无用频带）。滤波的要求是不改变（或同等改变）有用频带的幅度特性和相位特性。

通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率称为截止频率。通常滤波器分为：低通滤波器电路（LPF）、高通滤波器电路（HPF）、带通滤波器电路（BPF）、带阻滤波器电路（BEF）及全通滤波器电路（APF）五种，处于通带中的信号波会被无条件放行，波的特性不会改变，而处于阻带内的波将被过滤掉。

如果选择高通滤波器电路（HPF），那么低频的干扰信号就会被滤波器自动衰减掉。对高通滤波器电路进行设定，设定让高频有用信号通过的最低频率，那么比这个频率高的信号就会顺利通过，比这个频率低的信号就会衰减掉，通过滤波器的信号都是卫星接收器需要的高通滤波。不过，由于互调干扰信号的频率也会存在高频情况，因此通过高通滤波器电路（HPF）并不能完全过滤掉互调干扰。

上文提到由于互调干扰信号的频率会存在高频情况，因此通过高通滤波器电路（HPF）并不能完全过滤掉互调干扰。的确，这也是实际工作中最让人头疼的地方，不过目前还没有好的办法加以抑制。那么实际中，这些对互调信号敏感的信号放大电路就会安装信号屏蔽，完全将所有信号拒之门外，因此这些电路就不会受到互调信号的干扰。此外，由于有用信号对这些电路没有什么作用，这样的电磁信号屏蔽并不会带来任何不妥。

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