无线通信工作电磁波产生的电磁干扰进行电磁兼容设计

无线通信工作电磁波产生的电磁干扰进行电磁兼容设计 无线通信工作电磁波产生的电磁干扰进 行电磁兼容设计 UWB无线通讯技术，是应室内等短距离场合的高速大容量无线通信应用的需求产生的技术之一，能为无线局域网LAN和个人局域网提供高速率的通信和应用能力。但UWB信号与以前的通信技术应用的信号不同，很像雷达信号，具有非常宽的频带，因而就会与传统的通信系统相对窄带的系统的频带象重叠并因而发生相互干扰，于是电磁兼容就成为确保UWB技术能与现有无线通信系统和谐共存的关键问题。我们知道，电磁环境是电子电气设备和系统的电磁兼容设计的基本出发点。那么，当环境中增加了UWB无线通信产生的工作电磁波时，通信设备、电子设备、PCB、接地、电缆和天线系统的电磁兼容设计应该如何应对?这是电子、电气工程师所必须精确回答的问题。 当增加了UWB无线通信所产生的电磁环境时，UWB无线通信系统工作产生的电磁波就成为一定范围内的电子、电气设备的干扰源，为了针对UWB无线通信工作电磁波产生的电磁干扰进行电磁兼容设计，最基本的工作就是要准确地定义UWB干扰源并作为电磁兼容设计的出发点。但是，迄今为止尚无任何论述这个重要问题的论文或文献资料，为此，笔者斗胆抛出如下论述。 为了定义UWB干扰源，需要从超宽带无线通信的基本定义出发。根据2002年2月美国联邦通信委员会(FCC)把UWB定义为相对能量带宽大于0.2~0.25或带宽(fH-fL)大于500MHz的信号。UWB的定义中的能量带宽表示信号绝大部分能量所存在的频率范围。设fL,fH分别是能量谱密度(ESD)的下限频率和上限频率，则中心频率为(fL+fH)/2，能量带宽定义为(fH-fL)，而相对带宽则定义为能量带宽与中心频率的比值: 式中fH和fL分别为系统的高端和低端频点。历史沿革上，UWB是一种脉冲无线电技术，采用短脉冲而不是正弦波传播无线电信号。现代的UWB通信虽然是在脉冲无线电的基础上发展起来的，但是根据FCC的定义，现代UWB概念并没局限于脉冲传输方式，而是可以扩展为连续波形的传输技术，只要满足两 个UWB信号的判定条件之一即可。尽管如此，UWB通信仍然保留了脉冲无线电的基本特性，UWB信号仍然保留了能量信号的基本特征。 针对UWB通信干扰的电磁兼容设计提出的基本问题就是，我们应该怎样采用已有的电磁兼容原理考虑相应的电磁兼容设计和检测。根据电磁干扰的基本理论模型，我们知道，任何电磁干扰都必须具有电磁干扰源、电磁干扰通道和被干扰对象三个基本要素。对于UWB通信的电磁干扰问题，电磁干扰通道和被干扰对象与其他电磁干扰问题并没有本质的区别，仅仅电磁干扰通道和被干扰对象是电磁干扰源发生了变化。因此，我们需要的就是要将上述定义的没有任何物理条件限制的UWB信号具体化为等效的或等价的物理信号。首先，根据定义,ISO7637，UWB信号是"相对能量带宽大于0.2~0.25"的信号，也就是说，它是能量信号而区别于窄带的或单频的功率信号，它仅在有限的时间段内起作用。那么，怎样将两者等效?因为电磁干扰作用归根结底是电磁干扰能量的作用，那么，根据傅立叶变换的基本定理-帕塞法耳等式 emcchina.com/upload_files/article/6/72218_ 20091020101021_ut0g3.jpg"width="173"height="37"border="0"alt="2.jpg"t itle="2.jpg"/ 只要使时间信号或能量信号的能量与频域或功率信号在作用时间段内的总能量相同,群脉冲发生器，在能量带宽上，两者的电磁干扰就可以等效。 其次，需要找到一种实际存在的具有普遍性的物理信号将上述的等效电磁干扰体现出来。在讨论周期时钟脉冲的电磁干扰时，我们知道，周期时钟脉冲具有三折线形状的频谱特性，其相应的电磁干扰频带为，其中d是周期脉冲的半宽时间，可以写成占空比α和周期时间T的乘积的形式，tr是波形为等腰梯形的时钟的上升时间，于是，电磁干扰频带可以写成 按照能量谱密度和上限频率、下限频率的定义,电压跌落发生器，其干扰能量的中心频率为(fL+fH)/2，带宽为(fH-fL)。如果采用与周期时钟脉冲类似的等腰梯形波形的周期脉冲为UWB通信产生的等效干扰源，UWB信号的相对带宽就应该等于周期脉冲的干扰带宽，于是有， 根据方程(3)再加上相对能量带宽大于0.2~0.25或带宽(fH-fL)大于500MHz的条件就可以求出UWB通信产生的等效干扰源对应的波形为等腰梯形的周期脉冲的上升时间、宽度和周期时间。 按照本文定义的特殊的等腰梯形的周期时钟脉冲，就可以制做一个UWB通信的等效干扰源进行其他电子、电气设备的电磁敏感性评估测试，可以把这个等效的时钟脉冲信号注入PCB、电子设备和电子通信系统中进行关于UWB通信干扰作用环境下的电磁敏感性评估测试。有了本文定义的特殊的等腰梯形的周期时钟脉冲，就可以根据它进出于UWB通信产生的电磁环境中的PCB、电子设备和电子通信系统的电磁兼容性设计。 相关的主题文章: 中企崛起逼迫日本模具企业寻找附加值拉姑和四面佛(一)