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          頻譜利用及潛在的干擾分析

          作者: 時(shí)間:2011-12-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          日常生活中常用的頻率范圍,包括交流電源頻率、音頻、長、中、短波收音機(jī)占有的頻段、調(diào)頻及電視廣播、蜂窩電話常用的900MHz 及1.8GHz。但實(shí)際的遠(yuǎn)比這擁擠得多,9KHz 以上的頻段幾乎都被用于特定的場合。隨著微波技術(shù)廣泛應(yīng)用于日常生活,該圖中所示的頻率也很快將擴(kuò)展至10GHz(甚至100GHz)。圖15 在圖14 上覆蓋了一些大家不太熟悉的,這些是普通電氣及電子設(shè)備所發(fā)射的。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/190894.htm

          圖 15 疊加我們產(chǎn)生的后的頻譜
          交流電源整流器件在基頻至相當(dāng)高的諧波頻率范圍內(nèi)均可發(fā)射開關(guān)噪聲,具體情況取決于這些器件的功率。5 千伏安左右的電源(線性或開關(guān)模式)由于其50 或60Hz 橋式整流所產(chǎn)生的開關(guān)噪聲,通常在數(shù)MHz 頻率以下不能滿足傳導(dǎo)發(fā)射的限制要求??煽毓柚绷麟姍C(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及交流移相控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲也大致如此。這些噪聲極易中長波和部分短波廣播。
          開關(guān)電源的工作基頻一般在2kHz 至500kHz 之間。開關(guān)電源在其工作頻率1000 倍的頻率處仍具有很強(qiáng)的發(fā)射是常見的。圖15 給出了個(gè)人計(jì)算機(jī)中常用的頻率為70kHz 的開關(guān)電源的發(fā)射頻譜。這將包括調(diào)頻廣播在內(nèi)的廣播通信。圖15 中還給出了由16MHz 時(shí)鐘微處理器或微控制器產(chǎn)生的典型發(fā)射頻譜。這些器件的發(fā)射通常會(huì)在200MHz 甚至更高的頻率超過發(fā)射極限值。目前,由于個(gè)人計(jì)算機(jī)采用400MHz 甚至1GHz 以上的時(shí)鐘頻率,因此數(shù)字技術(shù)必然會(huì)對高端頻譜產(chǎn)生干擾。
          之所以會(huì)發(fā)生以上各種現(xiàn)象,是因?yàn)樗袑?dǎo)體都是天線。它們把傳輸?shù)碾娔苻D(zhuǎn)變成電磁場,然后泄漏到廣闊的環(huán)境中。同時(shí),它們也能把其周圍的電磁場轉(zhuǎn)變成傳導(dǎo)電信號(hào)。這是放之四海而皆準(zhǔn)的真理。因此,導(dǎo)體是信號(hào)產(chǎn)生輻射發(fā)射的主要原因,也是外來場使信號(hào)受到污染的原因(敏感度和抗擾度)。

          2.2 導(dǎo)體的泄漏與天線效應(yīng)
          電場(E)由導(dǎo)體上的電壓產(chǎn)生,磁場(M)由環(huán)路中流動(dòng)的電流產(chǎn)生。導(dǎo)體上的各種電信號(hào)均可產(chǎn)生磁場和電場,因此,所有導(dǎo)體都可將其上的電信號(hào)泄漏至外部環(huán)境中,同時(shí)也將外部場導(dǎo)入信號(hào)中。

          在遠(yuǎn)大于所關(guān)心頻率的波長(λ)的1/6 處,電場和磁場匯合成包含電場和磁場的完整電磁場(平面波)。例如:對于30MHz,平面波的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在1.5m;對于300MHz,平面波的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在150m;對于900MHz,平面波的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在50m。因此隨著頻率的增加,僅僅把導(dǎo)體視為電場或磁場的發(fā)射和接收器是不夠的,如圖16 示。

          隨頻率增加的另一個(gè)效應(yīng)是:當(dāng)波長(λ)與導(dǎo)體的長度比擬時(shí),會(huì)發(fā)生諧振。這時(shí)信號(hào)信號(hào)幾乎可以 100%轉(zhuǎn)換成電磁場(或反之)。例如,標(biāo)準(zhǔn)的振子天線僅是一段導(dǎo)線,但當(dāng)其長度為信號(hào)波長的1/4 時(shí),便是一個(gè)將信號(hào)轉(zhuǎn)變成場的極好的轉(zhuǎn)換器。雖然這是一個(gè)很簡單的事實(shí),但對于使用電纜及連接器的技術(shù)人員而言,認(rèn)識(shí)到所有的導(dǎo)體都是諧振天線這一點(diǎn)很重要。顯然,我們希望它們都是效率很低的天線。如果假定導(dǎo)體是一個(gè)振子天線(很適合我們的目的),我們就可以利用圖17 來幫助我們。

          圖 17 電纜長度與天線效率


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