无线电电磁干扰分析和计算
摘 要：本文分析了同频干扰、邻道干扰、互调干扰等3种无线电干扰的产生机理，提出了无线电同频干扰与邻道干扰基于定积分的计算方法；同时分析互调干扰的基础上引入了互调干扰的等效计算公式。最后，在频谱管理软件系统中实现了3种干扰样式的模拟计算，通过实验数据验证了干扰分析计算方法的正确性。
关键词：电磁兼容；干扰分析；定积分；计算
1 引 言
利用频谱管理系统为无线电设备指配频率是减少或避免电磁干扰的有效手段之一，而电磁干扰分析与计算是进行无线电频率有效指配的前提和基础。因此，很多学者对于干扰与计算方法进行了研究。本文结合各中公式，在干扰机理分析的基础上提出了对电磁信号频谱重叠部分进行定积分的方法计算通信链路间的同频干扰和邻道干扰值，并且对互调干扰进行了分析和等效计算。
2 干扰机理分析与计算方法
2.1同频干扰（CCI）分析与计算
同频干扰是指所有落在接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰。由该定义可见，对接收机可能产生同频干扰的频率范围是f0+Br/2~f0-Br/2之间。
分析同频干扰产生的机理可知，同频干扰需要计算发射机功率最终落入接收机通带范围的功率。本文考虑接收机通带范围内的干扰功率占干扰信号总功率的比例，其计算公式为:
PR=PT-LT,cable-LT,duplex+GT,TR-Lpath+GR,RT-LR,cable-LR,duplex-Lpolar+Lratio
其中LT,cable，LR,cable 分别为发射机和接收机馈线传输损耗；LT,duplex，LR,duplex分别为发射机和接收双工器插入损耗；GT,TR ，GR,RT分别为发射机天线和接收机天线在收发方向上的增益；Lpath为发射机到接收机的路径传播损耗预测值；Lpolar为天线极化隔离损耗值，其它耦合损耗本文不再考虑。
2.2邻道干扰（ACI）分析和计算
邻道干扰需要计算功率谱旁瓣落入接收通带的功率和主瓣落入接收机带阻内的功率，本文同样考虑接收机的干扰功率占干扰信号总功率的比例，其接收公式为：
Lratio=10log[]
其中fhigh,flow是干扰发射机功率谱和接收机中频特性重合频段的上下频率。邻道干扰计算公式与同频干扰计算公式是一样的，只是Lratio的积分极限有所区别。
2.3互调干扰分析与计算
由互调干扰产生机理可知，互调干扰计算无法像同频干扰和邻道干扰那样精确计算，而只能进行等效统计计算，并通过与实际测试对比修正或对子系统提出限定条件，从而最大可能避免互调干扰。本文采用通信接收机的等效互调干扰电平计算公式计算二信号三阶和三信号五阶互调等效干扰电平，计算公式如下：
PIMA32=2A+B+C2,3-60㏒(△f)
PIMA53=A+2B+2C+C3,5-195㏒(△f)
其中，PIMA32为接收机二信号三阶互调等效干扰电平（dBW），A，B，C分别为接收机从干扰发射机得到的功率电平，对于二信号奇阶互调而言。C2,3，C3,5为互调常数，C2,3=10，C3,5=-132。
3 实现过程
3.1 台站布局
为了能够充分说明本文讨论的三种种干扰样式，需要设备模拟通信网，并根据干扰计算的限定条件设置相应的设备参数，而将距离限制值增大，设为150KM，使得场景中所有台站均能够参与计算。
4.2计算参数设置
进行所有台站之间相互干扰计算时，需要设置相应的设备参数，并输入数据库。本文中传输损耗的计算使用自由空间传播模型、所用天线均采用全向天线，台站经纬度和网络设定如上台站布局图所示。
表一：台站设备参数表参数发射机1发射机2发射机3接收机发射功率PT/dBw131313 馈线传输损耗Lcable/dBw5555双工器插入损耗Lduplex/Db2222天线增益GT/DB1010105工作频率f（MHZ）220220.001220.1与发射机相同所属网系network1network2network3与发射机相同中频带宽Br（Khz）2002002002004.3计算结果
在台站布局和参数设置的基础上，在频谱管理软件中实现了网系内任一台站所受到的三种干扰样式的计算，这是软件界面的部分截图。由台站布局分布图和计算结果可以看出，台站距离越近，相互之间的干扰值越大，干扰越严重；该实验网络中考虑到接收机互调抑制比，同频干扰或邻道干扰为主要干扰样式。因此，信干比干扰信号总功率计算中的干扰值就从同频干扰或邻道干扰值中取得。同一台站而言，其受到的三阶互调干扰信号电平比五阶互调干扰值大，与接收机同网系的发射机参与计算的互调值比该类发射机不参与计算的互调值大。
5 结 论
本文对电磁干扰的三种主要样式进行了理论分析和工程计算，并在实用软件系统中得以实现。本模块综合考虑了传播模型、地理信息、天线参数和收发信机设备特性及组网情况等多种因素，实现了对无线电电磁干扰较为准确的分析计算，对无线设备电磁兼容性分析、无线电干扰评估提供可技术支持。由于本人知识有限，难免有错误的地方，望阅读者指正，以便及时改正。
参考文献
【1】 张业荣，竺南直，程勇。《蜂窝移动通信网络规划与优化》。北京：电子工业出版社，2003.169~199
【2】 张世全，董秋云。《通信系统中互调干扰分析》。武警工程学院学报，2005,4：p37~p39
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