探析无线设备抗干扰设计与应用及防雷措施

探析无线设备抗干扰设计与应用及防雷措施

马福禊

广东海格怡创科技有限公司

摘要：随着经济的发展和科技的进步，无线设备在我国得到了广泛的应用，在许多领域发挥着重要的作用。然而，在实际应用中，无线设备受到多种因素的干扰。为了更好地发挥无线设备的作用，我们必须进行抗干扰设计。本文研究了无线设备抗干扰设计中应注意的一些问题。

关键词：无线基本技术形式和危害抗干扰问题应用防雷措施

1无线安全基本技术

1.1访问控制

访问控制：限制。利用ESSID、MAC限制，防止非法无线设备入侵。

1.2提高无线网络的安全性

IEEE802.11b协议中包含了一些基本的安全措施，包括：无线网络设备的服务区域认证ID(ESSID)、MAC地址访问控制以及WEP加密等技术。IEEE802.11b利用设置无线终端访问的ESSID来限制非法接入。在每一个AP内都会设置一个服务区域认证ID，每当无线终端设备要连上AP时，AP会检查其ESSID是否与自己的ID一致，只有当AP和无线终端的ESSID相匹配时，才接受无线终端的访问并提供网络服务,AP如果不符就拒绝给予服务。利用ESSID，可以很好地进行用户群体分组，避免任意漫游带来的安全和访问性能的问题。

2干扰无线设备的形式和危害

当无线设备工作时，它们经常受到周围环境中不同强度的磁场、电场、电磁场和噪声的干扰。干扰的主要来源有两个：

①是自然因素。如火山喷发，雷电,沙尘暴以及宇宙射线中的无线电波等，②是人为因素，如无线设备本身的电干扰。设备在工作中受到干扰时，会出现不同程序的损坏，设备部件被破坏，使设备性能、泄漏、短路和开路，直至仪表无法正常工作，因此有必要进行无线设备抗干扰设计。

3无线设备抗干扰设计中应考虑到的问题

3.1无线设备抗干扰设计应关注以下几个方面

3.3.1电源因素

为了充分考虑电源对电路的影响，在完成电源工作后，解决了大部分的抗干扰问题。

3.3.2电磁干扰

无线设备容易受到电磁干扰。电磁干扰传播可分为辐射传播和传导传播。无线设备主要受到周围电子设备、电线和自然电磁辐射的外部干扰。对于内部而言，带有设备本身的射频电路会受到自身电路干扰、干扰信号辐射和这两种方式传导的影响，通常会对射频电路产生影响，而无线设备受到其他无线设备干扰的几率较大。

3.3.3数字信号

由于高速变化的数字信号可能成为模拟信号的噪声干扰，这些瞬态噪声占用了大量的频谱、大量的能量和对电子元件的极大危害。

3.3.4通信协议

在无线系统中,通信协议非常之重要,无线通信协议的好坏将直接关系到系统的误码率、安全性和系统的运行速度。

3.3.5稳定电压

通过低通滤波器以及隔离变压器接入供电线路,低通滤波器可吸收绝大部分电网中的“毛刺”,隔离变压器和普通变压器有所不同,它在初级绕组和次级绕组间使用一个屏蔽层,并将它和铁芯一同接地,以防干扰通过初次级之间的电路效应进到供电系统,从而大大减小了对无线设备的干扰。

3.3.6地线引入

当导线的两端在不同的连接处接地时，由于导线的电阻，它们之间就会产生电阻。这种电阻叫做接地电阻。当干扰源存在时，接地阻抗两端产生电压差。如果将其视为电压源，则电路的输入和输出电压将受到影响。

3.3.7电源噪声

环境温度、交流电压、负载电流、元器件的老化等因素会引起直流电源供电电压的变化,出现脉动和噪声,这些也会影响设备的中产工作。

4抗干扰设计在实际中的应用

4.1电源方面的设计

电源对电路的影响应充分考虑。我们被设计成能够与其他电路和射频元件分开供电。高频器件对噪声非常敏感，可以在电源各部分安装滤波器或稳压器，降低芯片的干扰程度。

4.2防电磁干扰方面的设计

若没有足够的多专业知识以及测试手段,射频部分应严格按照参考设计,以获得最好的效果。

4.3数字信号方面的设计

由于高速数字信号会对模拟信号产生噪声干扰，瞬态噪声具有频谱宽、能量大、对设备危害大等特点，因此在电路的重要部分应适当配置解耦电容器。解耦电容器应直接连接电源与接地，使其解耦。原则上，数字电路中的任何IC芯片都应该配备解耦电容器，以便随时充电和放电。最常见的干扰传播方式是通过一根普通的接地线，所以模拟和数字地面只能在一个点上分离和连接。如果有干扰信号，且电流导体较近，则会对信号线产生干扰，使信号在线，因此布线干扰分离是一种有效的方法。尽可能使干扰素源远离敏感元件。布线时尽量减小回路的面积，以减少感应噪声。在速度满足要求的前提下，尽可能选择芯片的低速数字电路和晶体振动频率。

4.4通信协议设计

在无线数据通信的过程中，使用有效的数据接收算法是非常必要的，有效的数据可以从错误数据和噪声信号中分离出来。该协议以某种格式将主要数据划分为几个数据块，并添加一些附加信息，这个过程称为打包。在接收端，协议删除这个附加信息，只留下初始信息，即unpack。因此，必须打包发送数据，如何定义数据包的格式是关键。如果您使用UART格式，您应该首先了解它的噪声敏感弱点。包中的所有字节必须是UART格式。此外，在包开始之前应该有同步代码。使用同步代码的目的是使UART格式的数据能够被正确的接收器芯片识别。

4.5稳定电压方面的设计

由低通滤波器和隔离变压器接到供电线路,低通滤波器可吸收大部分电网中的“毛刺”。

4.6地线引入方面的设计

当导线的两端在不同的接地点接地时,由于导线有电阻,因此两接点间有电阻,称之为地阻抗。当干扰源存在时,它会在地阻抗两端产生一个电压差,如果把它看做一个电压源,它便会影响到电路的输人和输出电压,解决地阻抗干扰的最好办法是将两点合并于一点处接地,即单点接地。

4.7电源噪声方面的设计

环境温度、负载电流、交流电压、元器件的老化等因素都会引起直流电源供电电压的变化,出现脉动和噪声。解决电源噪声的办法是采用电源解藕滤波器,对那些耗电较大的电流器件,在其电源和地之间加接高频滤波电容,使得设备的瞬时电流不直接来自系统的电源,而是从它的高频滤波电容上去取,这样就大大减少了因电流负载瞬态地导接通或切断引起的尖峰电流所产生的干扰。

5无线电设备防雷措施

5.1外部防雷系统由避雷针、导线和地网组成。一般来说，避雷器可以防止雷击，即避雷针、导线和接地网络，在雷击进入地球后形成一个完整的电气通路。然而，避雷针、导线和接地装置的导引只能保护安装在避雷针上的物体不受直接的雷电伤害，而闪电则会以多种形式和方式破坏电子设备。

5.2对于通信基站、日馈线系统和易受雷击的住宅，通过合理设计防雷角和良好的接地保护系统就可以实现建筑。接地体是指埋设在土壤或混凝土基础上用于分散的导体。人工接地体和自然接地体有两种。接地网络是需要接地的系统，统一接收一个在线或原始地网。通过每个系统通过地下或连接地面与金属，使它们成为统一的接地网络之间的电气互联。必须有一个好的接地系统，因为所有的防雷系统都需要通过接地系统向地面发射闪电，以保护设备和人身安全。如果基站的地面系统做得不好，不仅会导致设备故障和部件烧毁，还会严重危及工作人员的生命和安全。此外，还有抗干扰、抗静电等问题需要建立良好的接地系统来解决。一般整个基站的地面系统有:建筑地网、塔地、电源地、逻辑地(也叫信号地)、防雷地。在网络之间,但是,必须是独立的,如果彼此之间的距离不能满足规范要求,是容易应对潜在的事故,因此,接地系统之间的距离不能满足规范要求,应尽可能多的,如实际情况,不允许直接连接可通过地面潜在均衡器等电位连接。

6设计应用实例

随着机器生产进度的加快，由于程序控制器的引导，一些洗衣机没有安装到位，进水时出现了排水阀的错误。我们进行了分析和测试,发现如果放到位,领导群脉冲测试电压是1.5kV程序控制器可以正常工作,但如果在宽松下垂尤其是领先的芯片附近,群脉冲电压600v时,程序是一个混乱。我们的5v口在芯片口处有一个100nf的电容，通过芯片的引线下面，一组脉冲测试电压为1.7kV的洗衣机可以正常工作，实施这些措施后，产品不再出现类似的问题。

结束语：无线设备被越来越广泛的应用,如何减少和防止干扰的设计要解决的问题,在无线设备,这类设备的使用可以发挥其最大价值,我们的效率将会大大增强,本文总结了一些重要的干扰因素,并提出了相应的预防措施,以提高设备的性能。

参考文献

[1]张国屏.电子仪器的干扰和抑制[M].北京:水利电力出版社,1987:26～47.

[2]刘琨明.大型仪器设备的接地保护[J].实验室研究与探索,1997(4):97～103.