調(diào)頻發(fā)射機(jī)干擾產(chǎn)生的原因及解決辦法

何楠

摘 要：本文主要闡述了調(diào)頻發(fā)射機(jī)三類常見干擾產(chǎn)生的原因、解決思路及方法，希望對有類似問題的發(fā)射臺(tái)（站）提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：干擾；頻譜；寄生振蕩；三階互調(diào)；高頻輻射

在調(diào)頻發(fā)射臺(tái)（站）的系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于發(fā)射機(jī)射頻鏈路調(diào)試不佳、頻率規(guī)劃以及鐵塔上天線架設(shè)的位置等因素，可能導(dǎo)致干擾現(xiàn)象的產(chǎn)生，以下分別對三類常見的干擾問題進(jìn)行分析和討論。

1 調(diào)頻發(fā)射機(jī)的干擾

調(diào)頻發(fā)射機(jī)由于采用了模塊化設(shè)計(jì)，具有控制系統(tǒng)簡單可靠，整機(jī)效率較高，電聲指標(biāo)優(yōu)良和運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。

調(diào)頻機(jī)的發(fā)射實(shí)質(zhì)上是將較小的射頻激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過分配、放大、合成和濾波，最后通過天線向外進(jìn)行能量輻射。一般的臺(tái)（站）大多都有好幾個(gè)頻率，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，常見的干擾大致有以下三種：

1.寄生振蕩產(chǎn)生的干擾，通常干擾飛機(jī)導(dǎo)航（導(dǎo)航的頻率為118-138MHz）。

2.三階互調(diào)產(chǎn)生的干擾，通常也干擾飛機(jī)導(dǎo)航。

3.高頻輻射造成的干擾，主要干擾電視信號(hào)的接收。

2 干擾的產(chǎn)生和解決

干擾產(chǎn)生以后，首先要分析產(chǎn)生的原因，再采取相應(yīng)的解決辦法。要分析原因就要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，這主要依靠頻譜儀來完成。

一）.寄生振蕩產(chǎn)生的干擾

1.實(shí)例描述

某臺(tái)92.7MHz（5kwFM）產(chǎn)生130.5MHz的干擾頻率，增益為-37dB，干擾軍機(jī)導(dǎo)航。

2.干擾的排查

用頻譜儀分別從濾波器、功放到激勵(lì)器（激勵(lì)器通常不帶濾波器，二次和三次諧波較大，但經(jīng)整機(jī)的濾波器濾除后二次和三次諧波都符合廣播發(fā)射設(shè)備對諧波抑制的要求）逐一檢查，發(fā)現(xiàn)此干擾頻率是從功放中產(chǎn)生的，功放分為前級(jí)和末級(jí)，最終鎖定是從前級(jí)產(chǎn)生的。

3.產(chǎn)生的原因和解決辦法

功放前級(jí)電路圖（圖1）如下：

用頻譜儀進(jìn)行監(jiān)測，對上圖中的電容邊調(diào)整邊開功率。發(fā)現(xiàn)當(dāng)將C11 （56p）的電容取掉后，130.5MHz的雜波消失，頻譜正常。對激勵(lì)信號(hào)的大小稍作調(diào)整，輸出功率也正常。（經(jīng)檢測C11正常）。

分析：此功放的輸出電路實(shí)質(zhì)是一個(gè)阻抗匹配電路，將功放管的輸出高阻抗轉(zhuǎn)換為50Ω，但在全頻帶（87～108MHz）范圍內(nèi)，不同頻率點(diǎn)時(shí)，匹配電路的電容應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)工作頻率為92.7MHz時(shí)，由于此電容C11設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致了阻抗變化，產(chǎn)生了130.5MHz的寄生振蕩，此振蕩信號(hào)經(jīng)末級(jí)放大器放大，造成了干擾（發(fā)射機(jī)的濾波器為濾除高次諧波的低通濾波器，無法濾除此干擾頻率）。

● 解決這類寄生振蕩的關(guān)鍵是找出振蕩源，然后對相應(yīng)的電路進(jìn)行調(diào)整。

二）. 三階互調(diào)產(chǎn)生的干擾

互調(diào)干擾分為二階、三階及多階干擾。二階干擾因其頻率較低，不易對基波或其它信號(hào)產(chǎn)生干擾。多階次的互調(diào)干擾，由于階次越高能量越小，也不易對其它信號(hào)造成干擾。

三階互調(diào)干擾是指兩個(gè)信號(hào)在一個(gè)線性系統(tǒng)中，由于非線性因素的存在，使一個(gè)信號(hào)的二次諧波與另一個(gè)信號(hào)的基波產(chǎn)生差拍（混頻）后出現(xiàn)的寄生信號(hào)。由于一個(gè)信號(hào)是二次諧波（二階信號(hào)），另一個(gè)信號(hào)是基波（一階信號(hào)），他們合成為三階信號(hào)，也叫三階互調(diào)。它是調(diào)頻廣播發(fā)射與接收中最主要的干擾來源，互調(diào)產(chǎn)物會(huì)干擾其他頻率，造成接收質(zhì)量差，或相關(guān)頻率不能正常工作。

實(shí)例描述

某臺(tái)在新安裝106.1MHz（10kwFM）后，出現(xiàn)了119.5MHz的干擾頻率，增益為-48dB，干擾民航導(dǎo)航。其頻譜如圖2

圖2（◇處為119.5MHz的增益）

2. 干擾的排查

①.首先用頻譜儀檢查臺(tái)里6部調(diào)頻機(jī)的頻譜，在106.1MHz機(jī)器的頻譜中出現(xiàn)119.5MHz的干擾信號(hào)（其余機(jī)器無任何雜波，并且二次和三次諧波都符合要求），增益為-48dB。依次關(guān)掉其余5部機(jī)器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)92.7MHz的機(jī)器關(guān)機(jī)后，119.5MHz的干擾信號(hào)消失。

②.各頻率降功率試驗(yàn)，與①結(jié)果相同。只是119.5MHz的增益稍有改變。

③.由①和②知，106.1MHz和92.7MHz是干擾產(chǎn)生的兩個(gè)相關(guān)頻率，又因?yàn)?06.1×2-92.7=119.5，故斷定此為三階互調(diào)干擾。

3. 解決辦法

為解決此問題，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)：

①.由于92.7MHz和106.1MHz的天線在同一個(gè)塔上，考慮到兩幅天線的間距較近，可能導(dǎo)致系統(tǒng)中存在非線性因素，故將101.6MHz發(fā)射機(jī)切換至另一個(gè)鐵塔的備用天線（全頻帶）上，119.5MHz的雜波依然存在，只是增益略為減小（-52dB）。

②. 考慮在106.1MHz的機(jī)器上加裝窄帶帶通（選頻）濾波器，濾除119.5MHz的雜波，但調(diào)頻用窄帶帶通濾波器造價(jià)昂貴，且由于雜波功率較大，容易發(fā)熱。

③. 最終，綜合考慮臺(tái)上的其它5個(gè)頻率及周邊電磁環(huán)境，通過計(jì)算，將106.1MHz改為98.9MHz，報(bào)無委會(huì)批準(zhǔn)，解決了這一問題。

●由以上可知：三階互調(diào)失真干擾有以下三種消除或減小的辦法：

利用發(fā)射天線的空間隔離來減小發(fā)射機(jī)之間的耦合。

在發(fā)射機(jī)的輸出端接入窄帶帶通（選頻）濾波器，來減小無用雜波分量的發(fā)射。

通過對電磁環(huán)境的檢測和計(jì)算，改變干擾系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)發(fā)射 頻率。

三）. 高頻輻射造成的干擾

發(fā)射機(jī)通過天線向外傳播，同時(shí)，也是一個(gè)能量向外輻射的過程。如果天線太低，將會(huì)在塔體周邊有較強(qiáng)的高頻輻射。

實(shí)例描述

某臺(tái)新安裝一部10kwFM發(fā)射機(jī)，由于鐵塔上部已裝有其它天線，該天線安裝后距地面僅15米，開機(jī)后出現(xiàn)電視各頻道的開路信號(hào)受到不同程度的干擾。

高頻輻射的確認(rèn)

①.殘波的排除。用頻譜儀對臺(tái)里所有機(jī)器進(jìn)行殘波檢測，結(jié)果無任何雜波信號(hào)，且諧波也符合要求，排除了機(jī)器殘波的問題。

②.帶寬過寬的排除。懷疑帶寬太寬，導(dǎo)致功率沒有有效發(fā)射，干擾相關(guān)電視頻率。檢測其帶寬在200KHz左右，屬正常。再串接一部300KHz的窄帶濾波器，開功率，干擾仍存在。證明與機(jī)器的帶寬沒有任何關(guān)系。

③. 由于此干擾幾乎是對所有的開路電視信號(hào)，只是強(qiáng)弱不同。故又做了以下實(shí)驗(yàn)：

i）.對機(jī)器降功率，干擾相對減弱。

ii）.減小發(fā)射功率，將天線從底層逐層斷開，開功率，進(jìn)行高低層的對比，發(fā)現(xiàn)高層比低層時(shí)的效果有所改善。

iii）.滿功率時(shí)，在塔底周邊測場強(qiáng)遠(yuǎn)大于110dB，而遠(yuǎn)處場強(qiáng)較低，收聽效果較差。

經(jīng)過以上試驗(yàn)后，確認(rèn)由于天線過低，對塔底周圍的輻射很強(qiáng)，導(dǎo)致電視信號(hào)的接收受到干擾。

3.干擾的解決

基于天線過低的原因，將其架設(shè)到另一個(gè)100米高的鐵塔上后，遠(yuǎn)處場強(qiáng)明顯增加，電視信號(hào)的干擾也消失，系統(tǒng)一切正常。

● 在發(fā)射臺(tái)（站），高頻輻射是不可避免的，只有合理的進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)，就可以最大限度的降低高頻輻射產(chǎn)生的干擾。

3 結(jié)束語

上述對調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)常見的三種干擾現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、排查方法以及解決方法，是筆者多年來維護(hù)調(diào)頻機(jī)的一些心得，不足之處，敬請同仁指正。

參考文獻(xiàn)

1.《5kwFM廣播發(fā)射機(jī)762廠

2.《 互調(diào)干擾研究》王天順 《航空電子技術(shù)》1997年04期