調頻廣播互調信號對軍隊航空通信頻段的干擾分析

牛 侃，董 旭，吳天昊

（1.31007部隊，北京 100079；2.戰略支援部隊信息工程大學，鄭州 450001）

1 引言

隨著國家經濟發展，民用廣播行業日益蓬勃，節日數量和覆蓋范圍不斷增加，發射頻點、發射功率日趨增多、增大，導致調頻廣播發射產生更多的互調產物。由于航空頻段距離調頻廣播所用頻段較近，容易受到廣播信號互調產物的干擾，影響正常航空通信等業務，特別是此類互調干擾同樣也威脅到我軍用頻安全。因此，對于軍隊頻管部門來說，需要一種行之有效的互調干擾應對方法來確保軍用航空頻率安全。

2 互調干擾概念及分類

互調干擾是指當兩個或兩個以上的頻率信號同時進入傳輸信道，由于非線性電路的作用，產生很多諧波和一些頻率組合分量，與監測目標相近的頻率組合分量可以順利通過接收機，從而造成干擾影響。根據互調干擾產生的位置不同，可分為以下三類：

（1）發射機互調干擾。天線侵入的其它信號與發射信號因發射機末端功率放大器工作的非線性而相互調制，產生新的信號，并與發射信號一起發射出去，對接收機造成干擾。一般情況下，兩個或兩個以上的發射天線如果距離相近，水平、垂直極化隔離度達不到要求，而發射功率又很大時，較容易形成互調干擾。

該互調明顯特征是互調產生的信號在空中真實存在，在接收機前端加衰減器，接收到的信號振幅會根據衰減量降低，而且用不同接收機監測，該互調信號均存在。一般通過加大天線之間的隔離度，防止產生互調干擾。

（2）接收機互調干擾。兩個以上的信號同時進入接收機，由于高頻放大器、混頻器等前端電路的非線性作用而相互調制，產生干擾信號。

該互調的區域性明顯、隨機性較大，是虛假信號。在接收機前端加衰減器，輸出端監測到的信號振幅降低值是衰減量的倍數，降低幾倍就是接收機幾階互調失真，實際監測中信號基本消失，而且用其它接收機監測不到該信號。

（3）外部效應產生的互調干擾。天線、發射機內部電路存在饋線的接頭或其他接觸點，如果接觸不良或者金屬器件生銹、腐蝕，會產生非線性作用，當此類設備被用于強射頻電場中進行檢波時，會因非線性而產生互調干擾。

該互調比較復雜，受天氣及氣候變化影響較大，一般經過改良器件之間的接觸，采取防銹手段來避免干擾發生。

3 互調干擾產生原因

由互調干擾定義可知，非線性電路是產生互調干擾的根本原因。一般而言，非線性電路的輸出電流i和輸入電壓u的關系是：

式中，a0為靜止輸出電流；an（n=1，2，3…）為非線性電路的系數，在非線性的高次諧波項中，隨著n的增大，系數an變小，即an＞an+1；u為輸入電壓，假設兩個信號同時進入非線性電路，即：u=Acosωat+Bcosωbt。

式（1）可表示為：

將式（2）展開可得：在二階（n=2）中，會出現遠離ωa、ωb的兩種頻率組合ωa+ωb，ωa-ωb，由于接收機的選擇性，這兩種頻率組合受到抑制，不易形成干擾。同理可得，四階（n=4）、六階（n=6）具有相同結論；在三階（n=3）中，會出現與ωa、ωb相近的頻率組合2ωa-ωb，2ωb-ωa，易形成干擾。同理可得，五階（n=5）、七階（n=7）具有相同結論。

4 三階互調干擾

由于非線性系統an隨著n增大反而越小，所以高階互調產生的強度低于低階互調的強度，并且三階互調干擾與基波信號相距最近，通常干擾危害最大，所以重點研究三階互調干擾。

（1）二型三階互調干擾。二型三階互調是指兩個信號f1、f2同時進入到接收機，由于非線性電路作用，其中一個信號的二次諧波2f1（二階信號）與另一個信號的基波f2（一階信號）混頻后產生的寄生信號f（三階信號），即f=2f1-f2。同時互調信號f對原來基帶信號f1、f2會形成干擾，稱之為二型三階互調干擾。

（2）三型三階互調干擾。二型三階互調是指三個信號f1、f2、f3同時進入到接收機，由于非線性電路作用，其中兩個信號的基波f1、f2（兩個一階信號）與另一個信號的基波f3（一階信號）混頻后產生的寄生信號f（三階信號），即f=f1+f2-f3。同時互調信號f對接收頻率和原來基帶信號f1、f2、f3會形成干擾，稱之為三型三階互調干擾。

5 互調干擾處置方法

互調干擾不僅影響信號質量，而且會造成信號失真。雖然不同行業間頻率已有相關規劃，但是航空頻段距離調頻廣播頻段較近，易受到互調干擾，已威脅到我軍航空通信的用頻安全。因此，對于軍隊頻管部門來說，需要準確、快速地判斷、消除此類互調干擾，才能最大程度地保障我軍用頻安全。

一是熟練掌握互調計算公式。計算公式是尋求互調產物和受擾信號對應關系的基本方法，尤其是外出作業時，在不具備軟件計算的條件下，監測人員要熟練應用互調計算公式，以便能在相對較短時間內對干擾信號做出判斷。

二是排查信號強度、出現時間。由于各頻率信號必須同時出現，并且信號強度足夠大，才會產生互調干擾。在干擾出現時，設置合適的門限電平，排除低于門限的信號，再根據各頻率分量是否同時出現，以縮小干擾查找范圍，減少排查時間。

三是解調監聽聲音。互調信號是由2個以上的頻率調制形成，解調監聽干擾信號時，音頻是由多個聲音混合組成，聽起來不清晰。當干擾信號解調出清晰、單一的聲音時，可排除該信號是由互調而產生的干擾。

四是確定互調干擾類型。調整接收機內部衰減量，如果互調信號振幅成倍減小，以至基本消失，則判斷是接收機互調，可通過在接收機前端安裝單相器、濾波器或衰減器等設備來消除干擾影響。否則，一般為發射機互調，需采取進一步手段排查。

五是啟動軍地聯合管理機制。軍地無線電管理部門之間已有一套成熟的用頻秩序管理機制，一旦確定干擾源為調頻廣播發射機互調類型，立即上報有關部門，通過軍地聯合執法快速、準確消除干擾影響，保障我軍航空頻段用頻安全。