短波电台发射干扰机内通话设备问题探索

于海通

摘 要：短波电台作为一种远程通信设备，可以直接进行远距离通信，因此广泛运用于飞机通信系统中。由于短波电台需要通过大功率设计保证远距离通信，因此可能会产生较大的电磁干扰，使通信系统出现误动作等问题，对于机内通话设备的电磁干扰，要通过各种试验确定耦合途径，再根据干扰源和耦合途径采取相应的抗干扰措施，最大限度降低电磁干扰对机内通话设备产生的不良影响。

关键词：短波电台；机内通话设备；电磁干扰；耦合途径

中图分类号：TN924 文献标志码：A 文章编号：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

飛机通信系统是一种技术性、系统性极强的设备，各种设备都在不断进入通信系统中，也因此产生了各种电磁干扰现象，较大地影响了一些机载设备的正常运行和功能发挥。在装备机载设备时，电磁兼容始终是一个需要不断提升和彻底贯彻的设计原则，由于电磁干扰复杂性和隐蔽性都很强，因此很难在机载设备中及时发现各种干扰问题，要消除这种干扰问题，就需要针对干扰源采取相应措施。

1 干扰源分析

1.1 电磁干扰

电磁干扰即某个器件、设备或者系统性能的降低所引起的电磁现象。电磁干扰源一般来自于能够形成电磁干扰的元器件、设备、系统或者自然现象，而耦合途径则是能够将这些干扰源耦合至敏感设备，并导致这些设备出现响应问题的各种媒介，而干扰导致的后果就出现在各种敏感设备上，通过电磁干扰的干扰源、耦合途径以及敏感设备这三大要素对短波电台干扰机内通话设备的问题进行分析，首先确定干扰源来自于短波电台，敏感设备则是机内通话设备，耦合途径包括了天线、音频信号线和电源线。

1.2 电源线传导干扰

短波电台在飞机上的话音部分会和通话设备发生交联，而电源部分则会和系统电源发生交联，数据部分则由数传终端进行交联。在这些独立的交联中，要发现电磁干扰信号进入机内通话设备的途径，就需要考虑空间辐射和线间传导两种耦合通道。机内通话设备的耦合通道包括了天线、音频信号线与电源线等，天线产生的空间辐射与话音信号线的干扰都可以忽略不计，能够对机内通话设备产生较强干扰的通道在于电耗线的传导。当短波电台仅和机内通话设备通过电源线发生交流时，在独立向短波电台和机内通话设备供电时，机内通话设备在接收信号和不工作的状态下，都不会有干扰现象出现，由此可见，电源线间传导是导致短波电台与机内通话设备产生干扰信号的重要原因之一。

2 解决对策

2.1 电源分离

短波电台电磁干扰的其中一个原因就是电源线通过传导形成的干扰，这也是形成电磁干扰的主要耦合通道之一。因此，将两种设备实行分别供电是最简单的解决方法。当短波电台处于数传状态发射时会产生很大的功率，内部电路在检波时会对射频包络信号形成干扰信号，因此短波电台要使用独立的电源，由于飞机上的通信系统的电源已经全部完成了工作分配，使电源分离存在很大的难度，在开始为系统分配电源的工作中，是没有可行性的。因此，可以通过AC-DC电源模块解决线间传导干扰。

AC-DC电源模块核心就是运用电源模块组合而成的AC/DC变换器。三相115V交流电源通过整流滤波器转换为高压直流电源，通过一定kHz的高频开关后再次发生变换，变换器会将第二次变换后的直流电源变换成稳定的28V低压直流电源，输出电压由抗干扰共模滤波器后，就会向短波电台供电。主变换器的模块能够输出高功率，使输出电流能够满足短波电台用电要求，并且预留一定的富余，确保供电的可靠性，还能够降低过流保护点，使用电设备和电源单元更加安全。

AC-DC变换器转换电源后，供给到短波电台的电源，不会再与机内通话设备出现干扰现象，也不会干扰机上的高压交流电源，较好地满足了两种设备的使用需求。这种方法的缺点在于AC-DC电源模块为了满足短波电台在发射时产生的较大电流，需要设计为大重量和大尺寸的模块，使用较不方便，因此，这种抗干扰方法适用于两种设备之间的重量和尺寸都有富余的情况下，使电源单元能够有效安装。endprint

2.2 EMI电源滤波器设计

EMI电源滤波器是为了避免电源线干扰机内通话设备而使用的技术，还能避免设备对电源线形成干扰。电源滤波器具有双向抗干扰功能，在避免系统电源对设备形成干扰信号、避免影响设备运行的同时，还能够避免用電设备对系统中其他设备产生电磁干扰。

短波电台和数传终端发生交联时产生的信号是一种多路合成的音频信号，频率范围约为300Hz-3kHz，对于低频信号需要适当使用阻流圈与大电容组合为一条新的滤波电路，从而提升抑制能力，并增加滤波阶数。EMI电源滤波器能够抑制30dB的干扰信号，消除机内通话设备的干扰现象，但无法抑制电源干扰信号，要同时抑制两种干扰信号，需要增加成本。

EMI电源滤波器重量与尺寸仅为AC-DC电源单元的20%以下，装机可行性更高。加载EMI电源滤波器，有效解决了短波电台在数传发射状态时对于机内通话设备的干扰，也不会影响机内其他通电设备的正常工作，有很好的电磁兼容效果。

2.3 机房的干扰因素屏蔽处理

短波发射台的机房一般具备了15-20dB的自然屏蔽功能，机房使用的钢筋数量是屏蔽功能的决定性因素，使用较多数量的钢筋，并且用网状形式布置钢筋时，屏蔽效果更好，短波发射台由于其内场磁场较高，因此机房一般无法满足抗干扰需求。要排除短波发射台的机房干扰因素，需要从三方面着手：

首先要解决机房建筑物的自然屏蔽问题，可以在机房 外面罩一层金属网，使电磁投射效果降低，确保机房装置能够发挥更好的屏蔽功能。屏蔽网材料可以选拔强导电性能的铜或铝。短波发射台机房屏蔽是为了避免产生调频电磁波，根据具体情况，考虑到各种材质的屏蔽效果，铜的可行性更高，在焊接施工时，可操作性更强。将铜金属网布置在机房的两层采光玻璃窗之间，并将金属网和机房墙体本身的屏蔽铜焊接到一块，既能够解决机房采光问题，还能够起到更好的屏蔽效果。

其次，要注意接地系统的设计。短波发射台机房的接地系统可以由交流地、静电地、直流地、防雷地以及屏蔽地共同组成。通过联合接地的模式，能够更好地构建屏蔽效果良好的接地系统。采用合适的接地设备与等电位形成一个连接网络，进而组成联合接地模式。这种接地网络有均压和等电位功能，可以减少不同接地装置以及不同系统产生的电位差的问题，短波发射台机房通过封闭性能优良的接地系统，就会使通过的电流在地电位中出现不同的变化，变化后的电流会产生一个等电位面，而等电位不会产生内部场强，极大地降低了高频辐射与干扰，使发射台运行更为稳定。为了确保接地系统更好的屏蔽作用，要使用铜排连接等电位连接的接地端子板，将铜排引出机房建筑，一端连接到电源设备端，另一端则连接到机房静电地板下面，提高等电位连接效果。

再次，要注意布线系统的抗干扰设计。布线系统要选拔抗干扰性能更强的电缆。通过UTP电缆接收电磁干扰，利用其平衡特性并逐步抵消电磁干扰。但这种电缆会影响周边环境，因此抗干扰性能较差。FTP电缆则集中了UTP电缆的平衡特性，并且施工更为灵活，还具备了STP电缆的屏蔽性能，有效地集成了平衡性、屏蔽性以及可行性。将一到两层的铝箱加在四对双绞线外，就能够反射并吸收一些电磁干扰，从而使外部电磁干扰能够在电缆中得到有效的预防，并通过有效的平衡性能抵消电磁干扰，也就避免了这些干扰信号进一步辐射到其他设备中，使其他设备能够正常运行，极大地提升了抗干扰性。SFTP电缆是一种抗干扰性能更强的电缆，主要是将一层镀锡铜的金属网加在FTP电缆外面，并将PVC防护套加在最外层，最大限度提升了抗干扰性能，还能保护内部信号的强度。

3 结束语

飞机的电磁兼容设计是一项重要的工作，从设计开始阶段就要分析电磁兼容的各种问题，要对电磁干扰现象进行提前的预测，采取有效措施进行预防、抑制与保护，使电磁兼容能够以更小的代价和更高的收益得到解决。考虑到电磁干扰的复杂性与隐蔽性，在设计电磁兼容时，要充分认识到这一工作的难度，能够根据不同情况采取合适的措施，还要考虑到可行性、经济性等，最大限度降低电磁干扰的影响。

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