PCB新聞 - 移動通信系統中射頻干擾的原因

如今，射頻干擾的可能原因越來越多，一些原因很明顯，很容易追跡，另一些原因很微妙，很難識別。 雖然仔細的基站設計可以提供一些保護，但在大多數情况下，干擾訊號只能在源處控制。 本文討論了射頻干擾的各種可能原因，這將有助於工程師量測、跟踪和消除射頻干擾源。

射頻干擾（RF）訊號可能會導致無線通訊基站覆蓋區域內的移動通信出現許多問題，例如電話遺失、連接雜訊、通道遺失和語音質量接收不良。 各種可能的干擾原因正在以驚人的速度新增。

今天複雜的電信技術必須與舊的移動通信系統（如專用無線通訊或尋呼）在複雜的環境中共存，而這些舊系統中的大多數將在未來幾年繼續使用。 與此同時，數位視訊廣播和無線局域網等其他無線射頻設備將產生可能中斷通信服務的新訊號。 由於不斷增長的環境限制，許多新業務正在爭奪有限的蜂窩網站，這使得蜂窩訊號傳輸塔布滿了天線。 隨著我們越來越多地通過手機連接、觀看多媒體節目和在互聯網上交易，甚至很快我們的汽車、冰柜和烤箱將使用射頻訊號相互通信，通信天空將變得更加擁擠。

射頻干擾的原因

大多數干擾是無意的，是其他正常操作的副產品。 干擾訊號只影響接收器，即使它們在物理上靠近發射器，傳輸也不會受到影響。 下麵是一些常見的干擾源，讓您知道在實踐中從何處開始。 請注意，大多數干擾源來自基站外部，也就是說，在您的直接控制之外。

_發射器配寘不正確

另一家服務提供者也會在您的頻率上發送訊號。 在大多數情况下，這是由於故障或不正確的設定造成的，衝突的變送器服務提供者將更急於糾正問題以恢復其服務。

_未經許可的發射機

在這種情況下，其他服務提供者故意在與您相同的頻段上啟動，通常是因為他根本沒有收到許可證。 他可能在頻帶上找不到訊號，囙此假設沒有人在使用頻帶，並在未經授權的情况下使用它。 向政府機構發放許可證通常有助於趕走此類無執照經營者。

_覆蓋範圍重疊

您的網絡或其他網絡覆蓋多個頻道。 不正確的天線傾斜、高傳輸功率或環境變化可能會導致覆蓋區域重疊，例如有人砍伐森林或推倒建築物，否則會封锁來自其他位置的訊號。

_自訊號互調

當兩個或多個訊號混合在一起時，會形成一個新的調製訊號，但它不是任何期望的訊號。 常見的互調是立方訊號，例如，間隔為1 MHz的兩個訊號將在原始高頻訊號上方1 MHz處產生新訊號，在低頻訊號下方1 MHz處產生新訊號。 如果最初的兩個訊號位於800和801 MHz頻段，則將分別在799和802 MHz出現3個訊號。

_與另一發射機訊號的互調

互調干擾也可能由一個或多個外部無線訊號通過天線饋送同軸電纜，然後進入衝突發射機的非線性終端放大器引起， 其中，外部訊號相互混合，發射機自身訊號混合，形成“新”頻率互調訊號，看起來像通信頻帶（通常是不需要的）。

干擾訊號也可能由兩個外部訊號產生，衝突發射機本身的訊號不參與，而外部訊號僅通過使用發射機的非線性電平進行混合。 在這種情況下，混合在一起的兩個訊號都沒有問題，肇事者就是發射器。

解决此問題有點困難，因為它需要對似乎工作正常的變送器進行更改。 需要一個窄帶濾波器來盡可能衰减外部訊號，再加上一個鐵氧體絕緣體，以使射頻從發射機傳輸到天線，並衰减從饋線返回的訊號。 業主通常要求所有發射機在同時使用多個不同頻率的輸電塔上安裝此類濾波器和絕緣體。

_生銹的牆壁/屋頂等引起的相互作用。

發射機不是互調訊號的滋生地，非線性連接也可能出現在生銹的白鐵屋頂或牆壁附近。 當無線傳輸功率較高時，車頂生銹的部分將充當非線性二極體。 物理結構中的此類相互作用很難防止，因為風會將生銹的部件壓在一起或分開，這取決於天氣條件，雨水會改變生銹的特性。 必須修復或更換受到嚴重影響的通信，以恢復可靠的通信連接。

_天線或連接器中的互調

有時，即使是同軸電纜或天線本身的輕微腐蝕也會導致問題，儘管這不足以導致訊號遺失或VSWR問題，但腐蝕會導致像劣質二極體一樣的微調。 如果附近有多個大功率發射機，產生的互調將足够强，足以干擾手機和基站之間微弱的通信訊號。 難以查明的是，鬆開天線系統中的接頭可能會破壞氧化並暫時中止問題，囙此您必須花更多時間仔細記錄鬆開或擰緊的接頭，並在每一步後對其進行測試，以確定是否是罪魁禍首。

_常規變送器超載

發射機發出的任何强頻率訊號都會使相鄰系統超載。 解決方案是在接收器天線電纜上安裝一個濾波器，以便所需訊號可以通過，超載訊號將衰减。

_相鄰發射機上的相鄰通道電源

隨著分配的頻率變得更加擁擠，相互競爭的無線服務正在分配更近的頻率，新增了一個系統傳輸通道雜訊邊帶出現或封锁另一個相鄰接收通道的風險。 如果發射機符合技術規格，則需要更改通道或新增發射機和接收機之間的物理間隔。

_無線電發射機諧波

大功率電源，如商用無線電臺，可產生大功率訊號諧波，如5MW發射機，其可輕易產生5W諧波，足以干擾附近的移動通信。 如果發射機符合所有規範和政府法規，解決方案可能是遷移通信天線以避免發展發射機，或重新分配頻率方案，以便衝突發射機附近的通信基站使用不受其諧波能量影響的通道。

主STL用戶

在蜂窩系統出現之前，900MHz和1400-2200MHz頻段通常分配給無線電臺的演播室到發射機連接（STL）。 政府已將這些頻率重新分配給蜂窩運營商，但他們通常繼續使用無衝突頻率，而不限制老年用戶。 當在這些頻段推出新的蜂窩業務時，這些發射機應該轉向新的頻率，但有些需要“提醒”。

_音訊整流器

在極少數情况下，基站控制器仍在將類比音訊輸入傳輸到無線輸出，這可能會受到附近AM廣播或短波電臺的强訊號的影響。 AM訊號可能會進入音訊電路，並經過校正，以將廣播音訊訊號混合到電話對話中。 連接到基站的音訊部分周圍的良好遮罩應能解决此問題。

瞭解干擾源的類型

干擾可以根據其自身特性或對基站和行动电话通信的影響進行分類。 衝突頻率是顯示干擾源和結果的常用名額。

_額外頻率干擾源

這是一種主要干擾，包括一些接近或不同於接收器頻率的强訊號，其强度足以影響輸入。 這些訊號通常非常接近預期頻率，因為接收器輸入濾波器會過濾掉相距太遠的其他訊號。

讓我們看看對接收器的兩個影響。 一種是前端阻塞，這是由於强訊號進入接收器並使級（前置放大器或混頻器）超載完全飽和而導致的，這使得强訊號無法接受。 另一個影響是緩解效應，其中附近的訊號進入接收機，並被AGC（自動增益控制）發現，或者限制器電路被啟動，導致增益損失。 接收器的行為就像靈敏度較低一樣，囙此會遺失微弱訊號，並降低强訊號的信噪比。

_頻率內干擾源

第二類干擾由與預期通信訊號頻率相同（强或弱）的訊號組成，通常由以下原因引起：

正常手機信號超出預期範圍

. 變送器出現故障或配寘錯誤

-正常發射機的訊號諧波

其他電氣設備發出的無意干擾訊號

_額外頻率干擾源的頻率內效應

這些信號源很難跟踪，並且在頻率上似乎是訊號，但沒有明顯的干擾源，例如由兩個或多個訊號混合而成的互調訊號，這些訊號在非線性元件中以其自身頻率完全正常。

_故意干擾

令人不快的故意干擾通常發生在訊號頻率內，其表現更像配寘不當的發射機。 我們將其單獨分類，因為它往往特別難以捉摸和有害。

故意干擾的一個例子是對叢林山某處雙向無線應答器系統的遠程攻擊。 系統最初以其輸入頻率接收到非常微弱的訊號（正確的音訊解碼啟動收發器），該訊號僅在夜間出現，並保持在空中，從而使收發器超時繼電器失效，並使系統癱瘓，直到早晨的訊號消失。 干擾源尤其難以找到，因為訊號太弱，檢測不到，而且只在夜間發出。 當發現干擾源時，干擾源是一個微型發射機，該發射機帶有一個小型太陽能電池板，位於應答器天線杆附近的樹頂上。 發射器在白天會關閉，其太陽能電池板使用它為電池充電。

_諧波

上述部分是指相對乾淨的原始訊號。 在實踐中，訊號中也存在可能導致干擾的强基頻諧波。 例如，美國VHF電視發射機需要安裝濾波器，以將其諧波降低至主載波的至少60dB。 麻煩的諧波是3次諧波，因為它很容易由發射機中的小非線性元件產生。 在621.25MHz下工作的5MW電視信號發射機的3次諧波為1863.75MHz，即使3次諧波在60dB以下為5W（濾波後）！ 從都市上方發送此頻率和功率訊號很容易對都市範圍內的蜂窩移動通信訊號造成巨大損壞。

諧波訊號還有另一個特點，使其更難識別。 產生諧波的乘法過程改變頻譜，將寬度和偏差乘以等於載波頻率的因數。 例如，在1575.4MHz下，13kHz寬度的雙向無線FM訊號的第10次諧波寬度為130kHz，而在1575.4MHz下，基波的5kHz偏移量將僅變為50kHz。 如果發射機與基站共用一個塔，其第10次諧波將完全覆蓋GPS接收機，使基站癱瘓。 對於100W調頻發射機，需要大約195dB的總衰减來避免這種干擾，並且需要天線隔離和濾波器抑制來實現這一點。