民航甚高頻通信互調(diào)干擾分析及其預(yù)防初探

陳炯坤

摘 要：無線通信技術(shù)的發(fā)展可能對我國民航甚高頻通信造成一定影響，針對互調(diào)干擾的產(chǎn)生類型進(jìn)行分析，并制定一系列預(yù)防措施具有重要意義。文章首先對互調(diào)干擾的產(chǎn)生進(jìn)行分析，然后對互調(diào)干擾的分類作出探究，最后聯(lián)系實(shí)際情況，對互調(diào)干擾的危害及其防護(hù)措施進(jìn)行討論，希望對業(yè)內(nèi)起到一定參考作用。

關(guān)鍵詞：民航；甚高頻通信；互調(diào)干擾；預(yù)防措施

中圖分類號：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）11-0109-02

Abstract： The development of wireless communication technology may have a certain impact on the civil aviation VHF communications in China. It is of great significance to analyze the types of intermodulation interference and to formulate a series of preventive measures. This paper first analyzes the occurrence of intermodulation interference， then probes into the classification of intermodulation interference， and finally discusses the harm of intermodulation interference and its protective measures， hoping to play a certain reference role in the industry.

Keywords： civil aviation； VHF communications； intermodulation interference； preventive measures

前言

民航事業(yè)的發(fā)展讓我國人民的出行變得更為便捷，在航空領(lǐng)域中，通信設(shè)備占有重要地位，會對飛機(jī)出行安全造成影響，無線電干擾類型可以分為五種，即信道干擾、阻塞干擾、通信道干擾、帶外干擾、互調(diào)干擾。其中互調(diào)干擾對通信的影響較為嚴(yán)重。

1 互調(diào)干擾的產(chǎn)生

在無線電通信工作中，會有無線電干擾出現(xiàn)，通過直接/間接耦合的方法，無線電會對系統(tǒng)電磁能量、設(shè)備信道造成影響，進(jìn)而讓無線電性能受到影響，甚至可能會讓系統(tǒng)通信受到阻斷。設(shè)基頻為f1、f2，新干擾頻率為f3，系數(shù)為m與n，那么互調(diào)干擾頻率關(guān)系需要滿足公式（1）。

f3=mf1+nf2 （1）

結(jié)合公式（1），互調(diào)干擾主要指的是多線程發(fā)展到單線程，末級非線性通道會因此而產(chǎn)生信號互調(diào)情況，進(jìn)而產(chǎn)生電磁干擾，接收機(jī)如果處于運(yùn)行狀態(tài)，那么在多個強(qiáng)信號下可能會干擾系統(tǒng)的正常運(yùn)行。互調(diào)干擾可能產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果，主要體現(xiàn)在三個方面，即：對通話質(zhì)量造成影響、加大發(fā)射機(jī)電路負(fù)擔(dān)與電量負(fù)擔(dān)、導(dǎo)致零件發(fā)熱。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，飛機(jī)數(shù)量迅速增加，我國多地開始興建機(jī)場，與此同時，飛機(jī)通信設(shè)備的使用次數(shù)、投入數(shù)量也開始增加。現(xiàn)階段，在甚高頻臺站中通常會配有8個到16個甚高頻信道，一般情況下，共同系統(tǒng)會提供此類頻段。在單體電臺運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，會有多種因素影響天線的架設(shè)。在甚高頻共用系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率會受到濾波器性能、隔離器性能的影響，若是選擇通信頻率出現(xiàn)問題，那么就有可能產(chǎn)生互調(diào)干擾，如果發(fā)射機(jī)處于長時間的工作狀態(tài)下，那么其使用壽命與各類指標(biāo)均會受到有影響[1]。

2 互調(diào)干擾的分類

在VHF地空通信當(dāng)中，所產(chǎn)生的互調(diào)干擾主要可分為三種類型，即接收機(jī)的互調(diào)干擾、發(fā)射機(jī)的互調(diào)干擾和外部效應(yīng)所導(dǎo)致的互調(diào)干擾。一個接收機(jī)如果接收處于互調(diào)關(guān)系的多個無線電信號，因?yàn)榻邮諜C(jī)混頻器、高頻放大器的非線性變換就會產(chǎn)生互調(diào)，形成干擾。甚高頻通信接收機(jī)前端具有十分復(fù)雜的電路，若是有不同干擾信號存在，那么就會有互調(diào)頻率在內(nèi)部出現(xiàn)，進(jìn)而讓頻帶內(nèi)干擾問題出現(xiàn)。

而在發(fā)射機(jī)末端，因?yàn)楣β史糯笃骶哂蟹蔷€性特征，那么有用發(fā)射信號與侵入其中干擾信號就有可能相互調(diào)制，進(jìn)而產(chǎn)生互調(diào)干擾。本機(jī)和發(fā)射機(jī)會受到RF共用期間耦合和其他信號信號的影響，在發(fā)射信號與功放電路影響下，會有新頻率組合出現(xiàn)，進(jìn)而對接收信號的產(chǎn)生造成影響。

外部效應(yīng)包含了天氣原因、外界非法電臺等，我國的民航航空頻段多處于118MHz到137MHz之間，廣播電臺的頻段多處于88MHz到107.9MHz之間，均為甚高頻頻段，其頻譜較為接近，如果電臺非法，或是沒有將隔離設(shè)施設(shè)置在民航系統(tǒng)與廣播電臺系統(tǒng)之中，就會形成互相干擾。在民航廣播發(fā)射機(jī)當(dāng)中，包含多個放大器，其功率可以達(dá)到幾百瓦甚至上千瓦，若是民航頻段和產(chǎn)生輸出頻率接近，那么就會都對民航信號的接收造成不利影響[2]。

除此之外，因?yàn)樘炀€接觸、饋線接頭以及各類異種金屬接觸不良等原因，可能會在強(qiáng)射頻電廠之中出現(xiàn)互調(diào)干擾現(xiàn)象，因?yàn)橥獠啃?yīng)的影響，可能會有互調(diào)干擾形成，此類干擾成因十分負(fù)載，因?yàn)闇囟鹊淖兓穸鹊淖兓臻g和夜晚，潮濕與干燥都會讓外部互調(diào)干擾出現(xiàn)差異。

3 互調(diào)干擾的危害及其防護(hù)措施

3.1 互調(diào)干擾的危害

3.1.1 對有效功率的影響

發(fā)射功率為頻譜能量積分，有效主頻f0功率與無用互調(diào)產(chǎn)物功率之和為功率計(jì)所測出的功率。結(jié)合實(shí)際情況，現(xiàn)假設(shè)功率計(jì)經(jīng)過測量得出結(jié)果為120W，但是可能的實(shí)際主頻功率為90W，那么互調(diào)產(chǎn)物功率以及諧波分量功率就是30W，也就是說，互調(diào)產(chǎn)物功率的大小與發(fā)射機(jī)效率的高低是成反比的。

3.1.2 對發(fā)射機(jī)的影響

在調(diào)試好發(fā)信機(jī)之后，在輸出電路之中，其工作頻率f0應(yīng)該處于最佳諧振點(diǎn)，在電路中，此時電流應(yīng)為最小狀態(tài)。如若不然，電路工作就會出現(xiàn)失諧情況，元件就會嚴(yán)重發(fā)熱，進(jìn)而可能讓發(fā)信機(jī)出現(xiàn)故障，對其使用壽命造成不利影響。

3.1.3 對空間電磁波秩序的影響

發(fā)射機(jī)發(fā)出射頻能量信號為互調(diào)產(chǎn)物，此信號會和其他發(fā)射機(jī)進(jìn)行互調(diào)，進(jìn)而讓另外一個互調(diào)產(chǎn)物得以出現(xiàn)。因此，如果發(fā)射機(jī)數(shù)量相對較多，那么臺站上空就會有很多的無序頻譜能量，部分人將此無序頻譜能量稱之為背景噪聲，此類信號可能會出現(xiàn)和其他差轉(zhuǎn)接收機(jī)頻率一致情況，進(jìn)而對空間電磁波秩序造成影響[3]。

3.2 互調(diào)干擾防護(hù)措施

3.2.1 接收機(jī)互調(diào)干擾預(yù)防

在VHF對空通信系統(tǒng)中，接收機(jī)互調(diào)可以分為兩種方式：（1）地面VHF地空通信臺站接收機(jī)互調(diào)[4]；（2）接收機(jī)互調(diào)有機(jī)載接收機(jī)互調(diào)。為讓接收機(jī)互調(diào)干擾得以減少，可采取三種方法對其干擾進(jìn)行預(yù)防：第一，確保接收機(jī)輸入回路選擇性良好，可以利用多級調(diào)諧回路，進(jìn)而讓進(jìn)入高放強(qiáng)干擾得意減少，同時，也可以將雙濾波器或者濾波器插入至接收機(jī)前端，進(jìn)而讓干擾信號得到衰減，讓互調(diào)性能得到改善；第二，需要將接收機(jī)射頻非線性予以減少，進(jìn)而讓接收機(jī)互調(diào)指標(biāo)得到改善，可以利用雙柵場效應(yīng)管、結(jié)型場效應(yīng)管等和理想平方律特性較為接近的器件；第三，可以將衰減器加入到接收機(jī)前端，進(jìn)而讓互調(diào)干擾得以減少[5]。

3.2.2 發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾預(yù)防

在其他發(fā)射信號侵入，或者是發(fā)射機(jī)信號受到干擾時，利用末級功效等非線性處理會有互調(diào)產(chǎn)生，在利用天線發(fā)送出去后，會有互調(diào)干擾產(chǎn)生，針對此特性，可以將發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾的預(yù)防措施歸納為三種類型：（1）對天線饋線與發(fā)射機(jī)的匹配進(jìn)行改善；（2）對發(fā)射機(jī)末級攻防性能進(jìn)行改善；（3）在規(guī)劃臺站的建設(shè)時，可以依照互調(diào)干擾出現(xiàn)的條件選擇利用無三階互調(diào)工作頻率組；（4）民航VHF通信的甚高頻設(shè)備多利用共線天線系統(tǒng)，因此，可以將單向隔離器或者是腔體濾波器與單向隔離器組合器件加入在各天線與發(fā)射機(jī)間。隔離器具有較小的正向損耗，結(jié)合實(shí)際情況，其大約為0.4dB到0.6dB之間，而反向會對信號造成很大程度的衰減，通常小于20MHz帶寬，而衰減通常大于-25dB。對此，我們可以判定隔離器能夠讓發(fā)射機(jī)受到外界干擾信號的影響大大減少，進(jìn)而對互調(diào)干擾進(jìn)行有效預(yù)防[6]。

3.2.3 外部效應(yīng)互調(diào)干擾防護(hù)

如果發(fā)信機(jī)的金屬構(gòu)件出現(xiàn)銹蝕情況，或者是和發(fā)信機(jī)射頻避雷器、高頻濾波器和天線饋線等插件、接件的接觸出現(xiàn)問題，那么就會因?yàn)檫@些外部效益而可能產(chǎn)生互調(diào)干擾，對此，需要針對外部效應(yīng)容易產(chǎn)生的具體原因采取具有針對性的措施，如為預(yù)防因金屬構(gòu)件銹蝕而產(chǎn)生的互調(diào)干擾情況，就需要利用良好涂料進(jìn)行涂刷；如為預(yù)防因接觸問題產(chǎn)生的互調(diào)干擾，就需要在運(yùn)行期間保證插件部位具有良好的接觸。相關(guān)人員需要對設(shè)備進(jìn)行定期檢查，重點(diǎn)檢查對象為接觸點(diǎn)的有效性、零部件的完整性以及固定的牢靠性[7]。在飛行過程中，需要監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，做到早發(fā)現(xiàn)、早解決。伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，現(xiàn)階段，周圍電磁環(huán)境復(fù)雜程度也在大幅提升，在無線電監(jiān)測中，經(jīng)常會聽到電臺的干擾信號。為預(yù)防此類干擾信號所造成的影響，需要利用監(jiān)聽手段與分析側(cè)向定位手段來尋找干擾源，讓此類非法電臺關(guān)閉[8]。

4 結(jié)束語

綜上所述，互調(diào)干擾的產(chǎn)生可能會對有效功率、發(fā)射機(jī)和空間電磁波秩序造成影響，通過減少接收機(jī)射頻非線性、在接收機(jī)前端加入衰減器、改善天線饋線與發(fā)射機(jī)的匹配、涂刷良好涂料、定期檢查外部件、監(jiān)聽關(guān)閉非法電臺等方法可以預(yù)防民航甚高頻通信互調(diào)干擾。

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