铁路无线通信设备EMC设计和整改

王永佳

(天津七一二通信广播股份有限公司，天津,300462)

引言

目前，铁路通信正在向着数字化、智能化和网络一体化的方向靠拢。而电磁兼容性的学科发展也为这些技术提供了支持，但是，由于当前的电磁兼容技术在电子设备中的应用并没有足够成熟，因此，在铁路无线通信设备的EMC设计上还是存在着一定的问题，我们必须对这些问题加以分析，并提出有针对性的措施进行整改。

1 电磁兼容性（EMC）概述

电磁兼容性，简称EMC。“设备（分系统、系统）不会由于受到处于同一电磁环境中的其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中的其他设备（分系统、系统），因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级”。

电磁兼容性对于电子系统的精度、可靠性、兼容性、安全性及其环境适应性等多个方面都有着非常直接影响，因此，在各类电子产品与电子设备中占据着十分重要地位。虽然电磁兼容性的概念最早是在军工行业中提出来，但是，随着时间推移和发展，现在电子行业基本都逐渐涉及到这方面。因此，对于EMC设计提高与整改不仅对铁路无线通信设备有着重要的意义，而且对整个电子行业都有着重要的价值。

2 铁路通信对于无线通信系统的需求

随着铁路通信系统的不断发展，对无线电通信技术也提出了更高要求，铁路通信对列车正常安全运行有着极其重要的意义，对于人们的出行也有着非常便捷的作用。这就表示着，铁路系统对于无线通信系统有着重要的需求。首先，列车的提速进程越来越快，尤其是高铁和动车的投入使用，让我国的铁路事业又进入了新的时期。要求列车的无线通信系统应该满足500km/h速度范围内的列车在网络结构、硬件设备和软件算法等多个方面的通信要求。其次，列车在高速行进过程中也必须要保证和地面调度中心之间的数据信息方面的双向传输，因此，在无线通信系统方面实现无线列控也有着十分重要的作用。再次，我国的疆域辽阔，地形地势类型复杂，而我国的铁路通达里程较长，跨越的地区较广，在这个过程中必须确保列车的无线通信系统正常稳定运行，由此不难得出，铁路沿线的不同区域之间根据信号强弱进行调整与转换也是非常必要的。除此之外，很多偏远地区都已经逐渐开通了铁路，但是，这些地方通常都自然环境相对比较恶劣，很有可能会对铁路无线通信系统产生影响，对信号产生干扰，我们应该寻找一些对策，尽可能的降低外界环境对铁路无线信号系统产生较大的影响。最后，无论是铁路还是公路，安全问题始终是排在第一位的。最重要的就是铁路的无线通信系统必须有相对比较强的稳定性和安全性，在故障问题发生时必须还能够正常应用。所以，对于铁路的无线通信系统应该尽量独立于列车系统，在发生问题时提供信息。

3 铁路无线通信设备EMC设计存在的问题

EMC在我国的电子行业应用虽然渐渐都有涉及，但是，仍然不够成熟，在设计方面和管理控制等方面都存在着一定的问题。尤其是在设计方面，有许多的明显问题。

3.1 静电放电方面

静电的出现是电子设备出现的问题中很常见的一个普遍问题。静电会对电子设备造成很大的危害，比如说，设备死机、显示出现问题、零件损坏等都是静电造成的。铁路无线通信设备是一套庞大而又复杂的设备，可能会在某个局部由于电荷的积累，或者由于人体静电，而出现静电放电的可能，这就需要我们提出一种行之有效的方法来隔绝、疏导静电。

3.2 辐射干扰

在铁路无线信号系统的 EMC设计中另一个非常重要问题就是辐射干扰问题。辐射干扰问题是多种因素作用而成的，比如说，噪声太大，路径中的缝隙、导线、屏蔽效能大小和泄露程度等，敏感源敏感性高、抗扰度差，产品的设计和设计实现很难良好贯彻如一的执行等。由于造成的因素较多，也就决定了一般的屏蔽、接地等方式不适用于解决这个问题。只有尽量避免干扰辐射，才能够提高电磁兼容性的电子设备的质量。

4 铁路无线通信设备EMC设计方面的整改

4.1 静电放电的解决

绝缘法是应对静电问题的最有效的途径和方法。运用表面绝缘法可以达到绝缘目的。主要是因为外部的静电场不能够继续对电子设备进行直接或者间接的放电，这就使得电子设备避免了静电放电产生的破坏和影响。另一种方法就是通过静电屏蔽的方法，让静电在进入到金属壳设备内部之前隔离到设备的外部。

大部分设备不可避免的要设计一些外露的通信接口，例如CAN、RS-422等常用总线通信接口。对此，应放置合适的静电防护元器件，且放置位置距离连接器越近越好，以保证静电以最小路径流入大地，避免对内部元器件造成损坏。

铁路无线通信设备的运行过程中需要对外进行散热，设立与外部的对接口，这方面的设备孔等设计问题也需要重点关注。

4.2 辐射干扰的抑制

对辐射干扰的解决需要从根本上去考虑并避免。我们完全可以从干扰源、干扰途径等方面去考虑，并提出有针对性的措施。其实，这方面屏蔽也是最重要的途径。铁路无线通信设备避免不了采用金属的外壳，实际上，金属外壳对外界的辐射可以起到一些屏蔽的作用，减少外界的辐射强度。电磁能量会产生泄露，在进行屏蔽设计的时候要特别的关注一下这个问题，在可能的泄露量大的地方应该格外注意屏蔽。还有缝隙的设计也是其中很重要的一环，在设计缝隙的时候要考虑电缆的滤波和搭接，尽可能的做好屏蔽设计。

另外，电容的使用可以解决许多EMC问题。例如，目前正在大规模建设的GSM-R通信系统，其无线通信频率在900MHz附近，此时可以利用相应频率的谐振电容来消除辐射干扰。

5 结束语

综上所述，人们对于电磁兼容性（EMC）的了解越来越深，对于这方面的研究也越来越深入，尤其是在铁路无线通信设备的应用中，更是占据了很大的比重。随着我国的不断发展，人们的出行越来越多，不断推动着我国的铁路事业的发展。铁路运行的要求不断增加，也推动了EMC设计在其中的运用。虽然现在这发面的设计还存在着一些问题，但是我相信，经过我们不断地研究、分析和整改，这些问题最终都会得到解决。

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