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[論文關(guān)鍵詞]甚高頻互調(diào)干擾三階互調(diào)干擾

[論文摘要]甚高頻地空通信（118MHZ－137MHZ）是空管系統(tǒng)對航空器實施有效空域管制的重要手段，但隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，各地大量無線臺站的建立，使得無線電磁環(huán)境日趨復雜。民航甚高頻頻段受到各種干擾比較嚴重，特別是互調(diào)干擾已經(jīng)成為危害航空通信安全的重要原因。將分析互調(diào)干擾形成的機理以及提出如何減少互調(diào)干擾所應采取的措施。

一、概述

無線電干擾是指在無線電通信過程中發(fā)生的，由一種或多種發(fā)射、輻射、感應或組合所產(chǎn)生的無用能量，它對無線電通信系統(tǒng)的接收產(chǎn)生影響或?qū)o線電通信所需接收信號的接收產(chǎn)生影響，通過直接耦合或間接耦合方式進入接收設備信道或系統(tǒng)的電磁能量，它可以導致無線電通信性能下降，質(zhì)量惡化，甚至會阻斷通信。

無線電干擾通常分為互調(diào)干擾、同信道干擾、鄰道干擾、帶外干擾、雜散輻射干擾、阻塞干擾和來自非無線電設備的干擾這七大類，其中，互調(diào)干擾是無線電通信中最嚴重的干擾之一。互調(diào)干擾是指當兩個或兩個以上的頻率信號同時輸入收、發(fā)信機時，由于電路的非線性而產(chǎn)生第三個頻率F0，當F0恰好落入某個電臺的工作頻段中，則該臺將受到干擾。互調(diào)干擾不僅影響通話質(zhì)量，嚴重的時候會造成信號嚴重失真，致使空中交通管制人員與飛行人員通話困難甚至聯(lián)絡不上，嚴重干擾民航地空指揮通信系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，直接影響到飛行安全。互調(diào)干擾還會造成設備的損壞，當發(fā)射機調(diào)試好以后，它的工作頻率是處在輸出電路的最佳諧振點上，這時候電路電流最小，但是互調(diào)干擾信號使工作電路失諧，電流增大，元器件發(fā)熱嚴重，大大增加發(fā)射機的故障，影響飛行安全。

二、互調(diào)干擾形成的機理

我們知道任何一個線性系統(tǒng)都存在非線性系數(shù)。三階互調(diào)是指當兩個信號或多個信號在一個線性系統(tǒng)中，由于非線性因素存在使一個信號的二次諧波與另一個信號的基波產(chǎn)生差拍（混頻）后所產(chǎn)生的寄生信號。比如F1的二次諧波是2F1，他與F2產(chǎn)生了寄生信號2F1-F2。由于一個信號是二次諧波（二階信號），另一個信號是基波信號（一階信號），他們倆合成為三階信號，其中2F1-F2被稱為三階互調(diào)信號，它是在調(diào)制過程中產(chǎn)生的。又因為是這兩個信號的相互調(diào)制而產(chǎn)生差拍信號，所以這個新產(chǎn)生的信號稱為三階互調(diào)失真信號。產(chǎn)生這個信號的過程稱為三階互調(diào)失真。由于F1，F(xiàn)2信號一般比較接近，也造成2F1-F2，2F2-F1與原來的基帶信號F1、F2比較接近，這樣會干擾到原來的基帶信號F1，F(xiàn)2。這就是三階互調(diào)干擾。當情況比較復雜如有三個信號在一個線性系統(tǒng)中，如F1、F2、F3，他們除了產(chǎn)生上述說說的三階互調(diào)外，還將產(chǎn)生三階互調(diào)F1+F2-F3、F1+F3-F2、F2+F3-F1。當然，在這個過程中也會出現(xiàn)更高階的互調(diào)，比如五階互調(diào)、七階互調(diào)，但是由于高階互調(diào)信號強度較弱，造成的干擾較輕微，因此我們就一般不考慮更高階的互調(diào)干擾，而認為三階互調(diào)是最主要的干擾。

三、互調(diào)干擾的分類

互調(diào)干擾來源于電路的非線性，根據(jù)產(chǎn)生的位置不同，我們大致可分為以下三種：

（一）發(fā)射機互調(diào)干擾

由于其他信道的發(fā)射信號或RF共用器件耦合到發(fā)射機末級與本機，發(fā)射信號在功放電路中相互調(diào)制而產(chǎn)生新的頻率組合，隨同有用信號一起發(fā)射出去，對接收機形成干擾。這類干擾稱為發(fā)射機互調(diào)干擾。

（二）接收機互調(diào)干擾

在接收機的前端電路中，同時兩個偏離接收頻率的干擾信號同時侵入接收機時，由于高頻放大器和變頻器的非線性，使其調(diào)制而產(chǎn)生互調(diào)頻率，互調(diào)頻率落入接收機頻帶內(nèi)造成的干擾稱為接收機互調(diào)干擾。

（三）外部效應引起的互調(diào)干擾

在發(fā)射機發(fā)射端傳輸電路中，由于天線、饋線接頭以及其他接點接觸不良，或者是異種金屬的接觸部分所引起非線性的原因，在強射頻電場中起檢波作用，從而產(chǎn)生互調(diào)干擾。這類干擾稱為外部效應互調(diào)干擾。這類互調(diào)干擾的特性比較復雜，它是隨天氣和氣候變化而變化，白天也黑夜、干燥和潮濕、甚至上午與下午的干擾程度都不盡相同。

四、民航甚高頻受廣播電臺互調(diào)干擾分析

目前民航航空頻段為118MHZ－137MHZ，商業(yè)廣播調(diào)頻電臺頻段為88MHZ－107.9MHZ，兩者均為甚高頻頻段，傳輸特性一致，由于兩者頻譜接近，如果兩個系統(tǒng)之間沒有充分的隔離措施，互相影響很大。廣播發(fā)射機的發(fā)射功率一般都在成百上千瓦，它由多個放大器組成，由于放大器的放大特性不是理想的線性，其輸出含有非線性成分。當放大器輸入有不同的工作頻率時，在輸出中含有互調(diào)產(chǎn)物，如果互調(diào)產(chǎn)物的頻率剛好落在民航航空頻段，則將嚴重影響民航接收機的正常工作。下面我們舉例說明情況的嚴重性。假設某個調(diào)頻廣播電臺有三個工作頻率89.5MHZ、100.7MHZ、10

6.2MHZ，則該臺可能產(chǎn)生的三階互調(diào)頻率為78.3MHZ、72.8MHZ、111.9MHZ、

95.2MHZ、122.9MHZ、111.7MHZ、84MHZ、95MHZ、117.4MHZ，可以看出有一個三階互調(diào)落入民航航空頻段118MHZ－137MHZ中。如果民航地空通信系統(tǒng)與該調(diào)頻廣播臺站之間沒有足夠的保護距離，那么在122.9MHZ附近這幾個民航通信信道將受到干擾。

五、減少互調(diào)干擾的措施

互調(diào)干擾的產(chǎn)生需要具備三個條件，第一要有非線性電路；第二干擾信號能夠進入非線性電路；第三互調(diào)分量的頻率要等于接收機的工作頻率。以上三個條件只要一個不能滿足就不會產(chǎn)生互調(diào)干擾，因此我們采取措施的方法要從上述三個方面考慮。

（一）對于減少發(fā)射機互調(diào)干擾采取的措施

1．各發(fā)射機分用天線時，要增大天線間的水平，垂直隔離距離，避免饋線互相靠行敷設；2．在發(fā)射機的輸出端接入高Q帶通濾波器，增大頻率間隔；3．改善發(fā)射機末級功放的性能，提高起線性動態(tài)范圍；4.在共用天線系統(tǒng)中，各發(fā)射機與天線間插入單向隔離器或高Q諧振腔。

（二）對于減少接收機互調(diào)干擾采取的措施

1．接收機前端加入衰減器，降低干擾信號電平；2．接收機輸入回路應有良好的選擇性，如采用多級調(diào)諧回路，以減少進入高效的強干擾；3.高放和混頻器宜采用具有平方律特性的器件，如結(jié)型場效應管。

（三）對于減少外部效應引起的互調(diào)干擾

1．改良金屬件的接觸情況；2．采取防銹處理；3．設備間有良好的環(huán)境。

六、結(jié)束語

民航甚高頻頻段受商業(yè)調(diào)頻廣播電臺互調(diào)干擾帶來的危害是十分嚴重的，但在了解了互調(diào)干擾形成的機理后，我們可以在設備投產(chǎn)前合理分配各設備的頻率，設備投產(chǎn)后采取各種適當措施，最大程度的避免互調(diào)干擾的形成，以保障航空飛行安全。