电磁干扰对无线电设备的影响及防范措施

于惠海

（中国人民解放军91604部队，山东 龙口 265700）

在现代社会当中，随着不同电子装置的广泛使用，各种形式的电磁干扰（EMI）对无线电设备的影响日益严重，有时候直接影响系统的信号质量，降低信号的信噪比。无线电信号在传输过程中，需要一定的信号噪声比，简称信噪比。电磁干扰越大，将越会影响无线电信号的质量，从而使信噪比下降，导致无线电设备的有效性能和技术指标下降，进而也会使无线电通信距离变短。如人们在收看电视时，由于电磁干扰的影响，使电视屏幕图像产生抖动、扭曲、变形和出现雪花状；人们在收听广播时，因电磁干扰的影响，使收音机发出叽叽声，无法正常收听。

另外，无线电设备控制系统受到电磁干扰时，可能会出现失控或误控动作，使控制系统的可靠性和有效性降低，并危及安全。因此，如何提高系统的抗干扰能力和加强无线电设备在实际应用中对电磁干扰的防范措施则显得尤为重要。

1 基本概念

1.1 噪声

为电路中除所需要信号外的其他任何电气信号或能量。但是有一点我们要认识到：电路的非线性所造成的失真，这是电路的设计问题，而不是真正的噪声问题。不过它耦合到其他电路长，则可能被认为是该电路的噪声。

1.2 噪声的一般分类

一是内部噪声，这是因元器件本身不规则变化或因为工作时间过长而产生的热噪声所致；二是人为噪声，如电动机、无线电发射机等人为因素所产生的噪声；三是自然界的天然噪声，如打雷闪电、太阳黑子爆炸等。

1.3 电磁干扰

为噪声所导致的异常影响，并造成不必要的结果则称为电磁干扰。通常电磁干扰无法完全被去除，仅能将它减弱，使其无法产生干扰。

2 电磁干扰途径

电磁干扰必须同时具备三个因素：即干扰产生源、干扰传导途径和受到电磁干扰的感受体，图1为简化的电磁干扰传播路径示意图。

图1 构成噪声问题的三个因素

2.1 干扰源

在实际设备工作中，我们常见的干扰源大体有三种，第一种是在电子设备及控制系统外部产生的干扰源，如雷电、无线电雷达发射或接收天线所辐射的电磁能量、广播电视系统、导航系统、正弦波信号源和电磁脉冲等产生的干扰源；第二种是电子设备及控制系统内部产生的干扰源，如由于电压电流突变、配线阻抗、振荡电路互联、元件或电路的耦合等产生的干扰源；第三种是电缆或传导线相互间的串扰。

2.2 干扰传导路径

电磁噪声从干扰源传输到被干扰的感受体有两种基本途径；辐射干扰和传导干扰。辐射干扰时指干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络的过程。传导干扰是指干扰源通过传导线把信号耦合（干扰）到另一个电网络的过程。

通过上述三种干扰源在辐射干扰的传导路径中将会产生9种不同组合，即天线对天线、天线对机壳、天线对传导线、机壳对天线、机壳对机壳、机壳对传导线、传导线对天线、传导线对机壳、传导线对传导线，这9种电磁干扰途径所产生的影响并不完全相同，其中只有三种途径所产生的干扰比较严重。一是如果设备含天线，且处理信号是以载波形式输送，则天线对天线的辐射路径为主要干扰途径。二是若干扰源含天线设备，而被干扰端或接受端并没有天线设备，则主要干扰途径为天线对传导线。三是若设备间的位置相当靠近，且导线间的间隔很小，则主要干扰路径为传导线对传导线。

另外，传导干扰也有可能是引起干扰的主要途径。大体上可以分为两类：一类是干扰源直接经实际导线干扰附近电子设备，这一类电磁干扰经常借电力供应传输干扰其他的仪器设备，如开关式电源供应器的高频噪声或电力线上的浪涌都常经电力线干扰其他的电子设备。另一类是电路或网络间的共用阻抗或许多仪器设备的接地位置不在同一点，也会产生电磁干扰。仪器越多，安装位置越复杂，则电磁干扰越趋于严重。

2.3 感受体

感受体是指电磁干扰危害的对象。有了干扰，还必须要有干扰感受体（即被干扰的对象），才能造成干扰源的危害。如果没有感受体，也就不存在所谓的干扰影响、干扰危害。

因此，我们在分析电磁噪声对设备造成的干扰问题时，要首先针对上面所谈到的三个因素：了解电磁干扰源是什么，传导途径有哪些，而哪些能算是电磁干扰的感受体。然后才能将电磁干扰问题进行分段解决：

（1）尽量把电磁干扰抑制在干扰源附近。

（2）降低感受体对电磁干扰的反应。

（3）减少传导路径对电磁的传输量。

3 电磁干扰的防范措施

无线电设备及控制系统在进行电磁兼容性设计时，需要研究分析设备可能产生干扰的部位，可能传输干扰的途径和可能接受干扰的敏感元件，并有针对性地采取抑制电磁干扰的方法。

经研究分析抗电磁干扰的防范措施主要有三种方式，即滤波、屏蔽、接地。

3.1 滤波

滤波可以抑制电磁的传导干扰。敏感电子设备通过电源线、电话线、控制线和信号线等线路传导电磁干扰信号。对于传导干扰常采用低通滤波器滤波，可以得到有效的抑制。但在进行电磁兼容设计时，必须考虑滤波的特性，如频率特性、阻抗特性、额定电压及电压损耗、额定电流、漏电电流、绝缘电阻、温度、可靠性和外观尺寸等。

通常采用无源集中参数元件滤波器和同轴吸收滤波器作低通滤波器。无源集中参数元件滤波器则采用电感线圈和电容组成电容式、电感式、T型、L型、C型滤波器，它可以有效地抑制低频、中频电磁干扰，其抑制的频率可达300MHZ。同轴吸收滤波器作低通滤波器则在电源进出线所穿的钢管中填充吸收介质，如铁氧体材料，或在电源线上穿上磁铁、磁管等损耗型铁氧体，把瞬变能量转换成热能量消耗掉，从而达到抑制干扰的作用。

3.2 屏蔽

屏蔽是用来减少电磁场向外或向内穿透的措施，一般常用于隔离和衰减辐射干扰。屏蔽按其原理分为静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽三种。静电屏蔽的作用是消除两个电路之间由于分布电容耦合产生的电磁干扰，屏蔽体采用低电阻的金属材料制成，屏蔽体必须接地；电磁屏蔽的作用是防止高频电磁场的干扰，屏蔽体采用低电阻的金属材料制成，利用屏蔽金属对电磁场产生吸收和反射以达到屏蔽的目的；磁屏蔽的作用是防止低频磁场的干扰，屏蔽体采用高导磁、高饱和的磁性材料来吸收或损耗电磁场以达到屏蔽的目的。

电磁干扰的影响与距离关系非常密切，距干扰源越近，干扰场强越大，影响越大。在无线电设备中，电子元件的布置常受体积限制，常采用低电阻金属材料或磁性材料制成封闭体，把防护间距不够的元件或部位隔离起来，以减少或防止静电或电磁的干扰。

3.3 接地

在无线电设备或装置中，接地是为了使设备或装置本身产生的干扰电流经接地线导入大地，一般常用于对传导干扰的抑制。理想的接地是一个零电位、零阻抗的物理实体，作为各有关电路中所有信号电平的参考点，任何不需要的电流通过它都不产生电压降。这种理想的接地实体实际上是近似的。

4 结束语

对于不同无线电设备，对其电磁兼容性要求有相应的标准，在进行设计的时候，对不同的干扰源，应采用相应的干扰抑制措施，使无线电设备本身的性能在其电磁环境下中能正常工作，同时对周围的事物又不造成电磁干扰。

［1］王定华.电磁兼容性原理与设计[M].电子科技大学出版社.

［2］林国荣.电磁干扰及控制[M].电子工业出版社.