浅析民航甚高频通信的互调干扰及预防措施

交通运输　中国市场２０１３年第２６期（总第７４１期）　浅析民航甚高频通信的互调　干扰及预防措施　吴亚明　（辽宁省朝阳机场，辽宁　沈阳　１２２０００）　［摘要］随着国民经济的发展民航业也得到了突飞猛进的发展。各大中型机场及支线机场旅客吞吐量及货物运输　量持续不断增加，民航局对航空安全要求愈加严格。航管部门是直接保障飞行安全的重要部门，其对各种通信设备的通　信质量要求也越来越高。甚高频（ＶＨＦ　１１８ＭＨｚ一１３７ＭＨｚ）地空通信在民航空中交通管制、航行服务和对空指挥通信系　统中发挥着极其重要的作用。近几年各地大量无线台站的建立，使得无线电磁环境日趋复杂。民航甚高频频段受到各种　干扰比较严重，特别是互调干扰已经成为危害航空通信安全的重要原因，本文对甚高频无线通信系统中常见互调干扰形　成的机理进行了分析，并提出了一些切实有效的解决办法和措施。　［关键词］甚高频ＶＨＦ；通信；互调干扰；预防　［中图分类号］ＴＰ２１２　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１００５—６４３２（２０１３）２６—０１３８—０２　振点上，这时候电路电流最小，但是互调干扰信号使工作　电路失谐，电流增大，元器件发热严重，大大增加发射机　的故障，影响飞行安全。　１　概述　无线电干扰对航空通信的影响，直接威胁国家安全和　人民生命财产的安全以及社会稳定。无线电干扰是指在无　线电通信过程中发生的，由一种或多种发射、辐射、感应　或组合所产生的无用能量，它对无线电通信系统的接收产　２互调干扰的分类　互调干扰来源于电路的非线性，根据产生的位置不　生影响或对无线电通信所需接收信号的接收产生影响，通　过直接耦合或间接耦合方式进入接收设备信道或系统的电　同，我们大致可分为以下三种：　２．１发射机互调干扰　由于其他信道的发射信号或ＲＦ共用器件耦合到发射　机末级与本机，发射信号在功放电路中相互调制而产生新　磁能量，它可以导致无线电通信性能下降，质量恶化，甚　至会阻断通信。　无线电干扰通常分为以下几种：　的频率组合，随同有用信号一起发射出去，对接收机形成　干扰。这类干扰称为发射机互调干扰。　２．２接收机互调干扰　在接收机的前端电路中，同时两个偏离接收频率的干　（１）同信道干扰：凡是无用信号的频点与有用信号　的频点，并对接收同信道有用信号的接收机造成的干扰，　称为同信道干扰；　（２）信道干扰：干扰台（站）邻信道功率落人接收　邻信道接收机通带内造成的干扰，称为邻信道干扰；　（３）带外干扰：发射机的谐波或杂散辐射在接收有　用信号的通带内造成的干扰，称为带外干扰；　（４）阻塞干扰：接收微弱的有用信号时，受到接收　频率两旁、高频回路带内强干扰信号的干扰，称为阻塞干　扰。轻则降低接收灵敏度，重则通信中断；　（５）杂散辐射干扰和来自非无线电设备的干扰；　扰信号同时侵入接收机时，由于高频放大器和变频器的非　线性，使其调制而产生互调频率，互调频率落入接收机频　带内造成的干扰称为接收机互调干扰。　２．３夕ｈ部效应引起的互调干扰　在发射机发射端传输电路中，由于天线、馈线接头以　及其他接点接触不良，或者是异种金属的接触部分所引起　非线性的原因，在强射频电场中起检波作用，从而产生互　调干扰。这类干扰称为外部效应互调干扰。这类互调干扰　的特性比较复杂，它随天气和气候变化而变化，白天和黑　夜、干燥和潮湿甚至上午与下午的干扰程度都不尽相同。　（６）互调干扰：是无线电通信中最严重的干扰之一。　互调干扰是指当两个或两个以上的频率信号同时输入收、　发信机时，由于电路的非线性而产生第ｉ个频率ｆ１０，当　内恰好落人某个电台的工作频段中，则该台将受到干扰。　互调干扰不仅影响通话质量，严重的时候会造成信号严重　失真，致使空中交通管制人员与飞行人员通话困难甚至联　３互调干扰形成的机理　我们知道任何一个线性系统都存在非线性系数。　阶　互调是指当两个信号或多个信号在一个线性系统中，由于　非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基　波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。比如Ｆ１的二　次谐波是２Ｆ１，它与　产生了寄生信号２Ｆ１一Ｆ２。由于一　络不上，严重干扰民航地空指挥通信系统的正常运转，直　接影响到飞行安全。互调干扰还会造成设备的损坏，当发　射机调试好以后，它的工作频率是处在输出电路的最佳谐　脏２０１３．７　吴亚明：浅析民航甚高频通信的互调干扰及预防措施　交通运输　个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号　（一阶信号），它们俩合成为三阶信号，其中２Ｆ１一Ｆ２被　称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。又因为是　这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生　的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为　三阶互调失真。由于Ｆｌ、　信号一般比较接近，也造成　２Ｆ１一Ｆ２、２Ｆ２一Ｆ１与原来的基带信号Ｆ１、Ｆ２比较接近，　这样会干扰到原来的基带信号Ｆｌ、　。这就是三阶互调　干扰。当情况比较复杂如有三个信号在一个线性系统中，　如Ｆｌ、　、Ｆ３，它们除了产生上述所说的三阶互调外，　还将产生三阶互调Ｆ１＋Ｆ２一Ｆ３、Ｆ１＋Ｆ３一Ｆ２、Ｆ２＋Ｆ３一　Ｆ１。当然，在这个过程中也会出现更高阶的互调，比如　五阶互调、七阶互调，但是由于高阶互调信号强度较弱，　造成的干扰较轻微，因此我们就一般不考虑更高阶的互调　干扰，而认为三阶互调是最主要的干扰。　４　民航甚高频受广播电台互调干扰分析　目前民航航空频段为１　１８ＭＨｚ一１３７ＭＨｚ，商业广播调　频电台频段为８８ＭＨｚ一１０７．９ＭＨｚ，两者均为甚高频频段，　传输特性一致，由于两者频谱接近，如果两个系统之间没　有充分的隔离措施，互相影响很大。广播发射机的发射功　率一般都在成百上千瓦，它由多个放大器组成，由于放大　器的放大特性不是理想的线性，其输出含有非线性成分。　当放大器输入有不同的工作频率时，在输出中含有互调产　物，如果互调产物的频率刚好落在民航航空频段，则将严　重影响民航接收机的正常工作。下面我们举例说明情况的　严重性。假设某个调频广播电台有三个工作频率　８９．５ＭＨＺ、１００．７ＭＨＺ、１０６．２ＭＨＺ，则该台可能产生的三　阶互调频率为７８．３ＭＨＺ、７２．８ＭＨＺ、１ｌ１．９ＭＨＺ、　９５．２ＭＨＺ、１２２．９ＭＨＺ、１１１．７ＭＨＺ、８４ＭＨＺ、９５ＭＨＺ、　１１７．４ＭＨＺ，可以看出有一个三阶互调落人民航航空频段　１１８ＭＨＺ一１３７ＭＨＺ中。如果民航地空通信系统与该调频　广播台站之间没有足够的保护距离，那么在１２２．９ＭＨＺ附　近这几个民航通信信道将受到干扰。　５减少互调干扰的措施　互调干扰的产生需要具备三个条件，第一要有非线性　电路；第二干扰信号能够进入非线性　路；第三互调分量　的频率要等于接收机的工作频率。以上三个条件只要一个　不能满足就不会产生互调干扰，因此我们采取措施的方法　要从上述三个方面考虑。　５．１对于减少发射机互调干扰采取的措施　①各发射机分用天线时，要增大天线问的水平，垂直　隔离距离，避免馈线互相靠**行敷设；②在发射机的输　出端接入高Ｑ带通滤波器，增大频率间隔；③改善发射　机末级功放的性能，提高起线性动态范围；④在共用天线　系统中，各发射机与天线间插入单向隔离器或高Ｑ谐　振腔。　５．２对于减少接收机互调干扰采取的措施　①接收机前端加入衰减器，降低干扰信号电平；②接　收机输入回路应有良好的选择性，如采用多级调谐回路，　以减少进入高效的强干扰；③高放和混频器宜采用具有平　方律特性的器件，如结型场效应管。　５．３对于减少夕ｈ部效应引起的互调干扰　①改良金属件的接触情况；②采取防锈处理；③设备　间有良好的环境。　６　结论　民航甚高频频段受商业调频广播电台互调干扰带来的　危害是十分严重的，但在了解了互调干扰形成的机理后，　我们可以在设备投产前合理分配各设备的频率，设备投产　后采取各种适当措施，最大程度的避免互调干扰的形成，　以保障航空飞行安全。　参考文献：　［１］约翰・克劳斯．天线［Ｍ］．北京：电子工业出版　社，２００６．　［２］田伟，吴亚锋．甚高频通信互调干扰分析及编程简介　［Ｊ］．空中交通管理，２００６（６）．　［３］谈华生．互调干扰的探究［Ｊ］．中国无线电管理，２０００　（６）．　［４］杨俊安，钟子发．互调干扰的特性及判证方法［Ｊ］．无线　电工程，２０００（３０）．　［５］钟锋．民航甚高频电台常见干扰分析［Ｊ］．中国无线电管　理，２０００（５）．　２０］３．７艇