民用无线电发射信号对电磁环境的影响

罗振铭

在社会信息化水平不断发展的过程中，无线电业务需求在此过程中得到了快速增长，因此，为信息发展提供了重要推动力。在工业、商业以及公共安全等领域中，民用通信、导航、遥控、广播、电视等业务得到了较多应用，具有较高的业务量。而在民用无线电业务快速发展的同时，也占用较多电磁频谱资源，使电子设备所处环境具有了较复杂的特点，需要做好影响情况以及对应措施的研究。

1 影响分析

在本研究中，以GSM900/1800双频段基站为例，从以下几个方面就基站信号对电磁环境的影响进行研究。第一，空间影响。根据我国基站天线规定，对于移动通信基站来说，根据类型的不同可以将其天线分为定向单极化天线、定向正负45°双极化天线以及全向天线这几种类型。对于全向天线来说，其覆盖有多个子频段，天线增益在8/11 dB以上，垂直面波束宽度为13°/6.5°。同全向天线相比，定向单极化天线具有相同的覆盖频率，其垂直面、水平面波束宽度为8°-34°以及32°-90°。以基站典型频段在1700～1840 MHz为例，取8 dB及11 dB进行研究，此时，俯仰面波束的宽度即为13°与5.5°。此时，当基站以全向方式进行发射、且电子设备所处高度较低时，则会具有较大概率处于基站天线的主波束宽度内。且当其同基站之间的距离越近时，即具有较大的几率接收到基站发射信号功率。从设备对信号功率的接收情况也可以了解到，当其高度在1 km时，设备接收机在具体基站信号发射功率的接收方面具有不显著的特点。如设备接收机具有较高的灵敏度、是以高灵敏度对其进行设计的，当高度在20 km左右时，系统基站信号发射功率情况也将影响设备接收机的正常工作开展。且对于移动信号基站来说，其在实际应用中通常的布局方式为30～50 km栅格，整个高度基本处于单个基站发射信号主波束范围以内。可以说，该种基站发射信号遍布情况的存在，将对高灵敏度电子设备接收机的性能产生非常大的影响。在该种情况下，为能够最大程度降低通信基站信号对高灵敏度电子设备在具体运行性能以及功能方面的影响，即需要对接收机在该频段高灵敏度的设计状态进行慎重考虑。而如果发射信号处于1810～1850 MHz，为30°方位面覆盖的双极化天线，当增益为10.5 dB以及16 dB时，其俯仰面波束宽度即为34°与8°。在该种基站环境下，基站天线在以交叉计划定向90°向外进行发射时，当垫子设备具有较低高度时，其则将具有非常大的概率处于天线主波束的宽度范围以内。而根据两次情况的对比可以发现，如果电子设备的位置在基站发射区域范围以内，那么其则将接收到具有更大功率的基站发射信号。该种情况的存在，即表明当基站天线以90°交叉极化定向发射时，其影响到设备接收机的情况将更为明显。根据这部分分析则可以了解到，对于GSM900/1800双频段基站来说，其在实际运行中要想对处于四周的移动用户需求进行满足，在方位上，要保证发射天线方向图具有无方向性的特点，6.5°-34°为其俯仰波束宽度，以此即可以从信号的接收方向方面能够及时获得电子设备接收机。第二，时间影响。为保障具体服务过程的全面性、具有全天的特征，对于双频段基站来说，其通常都是以每天24h、全面265d不休息的方式实现连续工作。该种情况的存在，其从时间角度来看即能创造良好的条件，保证信号能够被电子设备接收机所接收。信号波形方面，其所发射的信号为通过多种调制方式处理的准连续波信号，对于具有较宽工作带宽的电子设备接收机来说，其阻塞影响十分明显。第三，能量影响。对于GSM900/1800双频段基站来说，其能够获得最大为320 W的发射功率。对于该种发射功率来说，在有限的距离范围内，能够较容易地被高灵敏度电子设备所截获。第四，频域影响。GSM基站向外所发射的频率在930～960 MHz之间，对于其余信号发射频率来说，可以说，已经对典型频率中的很多子频段进行了基本覆盖。对于电子设备来说，如果其按照宽频段方式工作运行，在频域方面，民用发射信号则可以影响电子设备的具体接收情况。

2 主要影响与解决措施

根据上述对时域、能量域、空域以及频域等方面的研究分析可以了解到，如电子设备处在一个较低的高度时，GSM900/1800双频段数字基本发射信号则对设备接收机的背景信号进行了构成，当其具有较低飞行高度、同基站信号的距离较近时，则将受到较强的基站信号功率，可能在对电子设备接收机造成堵塞的情况下影响设备灵敏度。而在使用高灵敏度接收机时，无论在任何高度，电子设备都能对来自不同基站所发射出的信号进行接收，也将因此对电子设备在信号的正常接收产生影响。

为降低以移动通信基站信号为代表的民用通信信号对电子设备产生的影响，需要采取与应用以下措施。第一，在紧急情况下，对电气设备附近区域的民用通信发射台进行关闭。但对于该方式来说，其将导致周边区域民用通信出现中断情况，很可能因此在社会上造成不良影响，所以，非紧急情况下不推荐使用。第二，在电子设备工作区域选择方面，需要尽可能同民用通信发射信号所在的区域相远离。当然，该方式较适合应用在沙漠以及海上等地区，在其他区域应用中则将受到工作区域的限制。第三，在情况允许的前提下，尽可能在一个较高的高度对电子设备进行使用，以此起到避开民用发射站发射区的作用。第四，对电子设备的工作区域进行合理的部署规划，需要尽可能避开微波接力通信等具有较大功率的民用通信区域。第五，在具有集中移动通信区域，需要减少使用高灵敏度电子设备。第六，在电子设备设计的初期即可以对电子设备工作频段以及民用通信信号进行一体化设计分析处理，如发射信号处在设备接收机频段以内，则可以根据实际情况通过陷波或滤波方式的应用滤除民用通信信号。第七，最小信号电平使用。在无线电系统中，噪声电子也将影响可用信号电平。在具体发射中，如无线电信号具有较大的损耗，则会在影响信号的情况下影响信号输送。在该种情况下，将噪音规律器在无线电设备上进行安装也成为一个可以考虑的方式，该方式不仅能清除、过滤设备噪音，能够在保证输送效率的基础上，提升设备的抗干扰及噪音能力，起到降低影响的效果。

3 结语

在上文中，我们对民用无线电发射信号对电磁环境的影响进行了一定研究。在实际工作中，需要进一步加大研究力度，使电子设备具有更好的环境适应能力。

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