科學(xué)處置調(diào)頻廣播信號(hào)對(duì)民航通信干擾實(shí)例

柯小毅

摘 要：結(jié)合實(shí)際，針對(duì)如何科學(xué)處置調(diào)頻廣播信號(hào)對(duì)民航通信的干擾進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻廣播；民航通信；干擾

安慶發(fā)射臺(tái)地處安慶市長(zhǎng)江北岸遠(yuǎn)郊的大龍山三號(hào)峰，海拔700米，擔(dān)負(fù)20套中央、本省模擬廣播電視節(jié)目和6個(gè)頻點(diǎn)的地面數(shù)字電視的無線傳輸發(fā)射任務(wù)，覆蓋皖西南及周邊省市鄉(xiāng)村廣大地區(qū)，是安徽廣播電視臺(tái)重要的高山骨干臺(tái)。安慶市民航天柱山機(jī)場(chǎng)就在大龍山腳附近。今年初，接安慶無線電管理處通報(bào)，反映我臺(tái)轉(zhuǎn)播發(fā)射的安徽交通廣播90.8MHZ干擾安慶市民航應(yīng)急通訊信道118.05MHZ。接報(bào)后，我臺(tái)立即向安徽廣播電視臺(tái)播控中心和科技處報(bào)告，組織指導(dǎo)我臺(tái)技術(shù)人員與安慶無管處監(jiān)測(cè)人員一起進(jìn)行分析排查，科學(xué)處置了調(diào)頻廣播信號(hào)對(duì)民航應(yīng)急通訊信道干擾問題，保障了民航飛行安全和廣播電視節(jié)目的安全播出。

隨著民用航空機(jī)場(chǎng)事業(yè)的高速發(fā)展，民航無線電專用頻率需求量逐漸增多，民航飛行安全依賴于民航無線電通信和導(dǎo)航系統(tǒng)的安全運(yùn)行。而另一方面隨著信息化社會(huì)的到來，無線電通信事業(yè)、廣播電視業(yè)務(wù)也在快速發(fā)展，頻率資源顯得越來越珍貴，電視調(diào)頻發(fā)射臺(tái)工作頻率對(duì)民航干擾（互調(diào)干擾和串?dāng)_）發(fā)生機(jī)率越來越高。安慶發(fā)射臺(tái)通過科學(xué)查明發(fā)生干擾源，厘清干擾形成機(jī)理，采用適配的天線極化方式，合理調(diào)整多工器濾波腔頻率參數(shù)組合，有效解決因頻率、頻道間互調(diào)引起的干擾其他合法頻率、頻道問題，維護(hù)頻率、頻道使用管理的正常秩序，對(duì)既保障廣播電視節(jié)目安全播出和有效覆蓋，又保障民航飛行安全具有較好的借鑒意義，本文予以詳細(xì)介紹，供同行參考。

1 查明干擾源，厘清干擾形成機(jī)理

在運(yùn)用無線信號(hào)傳輸理論與安慶（大龍山）發(fā)射臺(tái)覆蓋區(qū)域環(huán)境實(shí)際工作頻點(diǎn)綜合分析基礎(chǔ)上，通過多種差頻、和頻計(jì)算，查明干擾源產(chǎn)生原因及干擾形成機(jī)理。

1.1 實(shí)地調(diào)查找到干擾源

今年初，由我臺(tái)主持，邀請(qǐng)省臺(tái)播控中心、科技處、安慶民航、安慶無委等相關(guān)專家、技術(shù)人員一起到安慶（大龍山）發(fā)射臺(tái)覆蓋區(qū)域進(jìn)行實(shí)地調(diào)查分析，共同研討解決干擾的實(shí)施方案。在民航技術(shù)人員帶領(lǐng)下，對(duì)民航周邊多個(gè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)測(cè)，確實(shí)存在我臺(tái)90.8MHz省交通臺(tái)頻率干擾問題。隨后到安慶無管處大樓了解情況，通過頻譜分析儀觀察，在118.05MHz頻點(diǎn)存在脈沖干擾源，通過監(jiān)聽確是90.8MHz頻率發(fā)出的聲音。大家都感到非常奇怪，兩個(gè)頻點(diǎn)相差很遠(yuǎn)，90.8MHz幾次諧波也產(chǎn)生不了118.05MHz這一頻率。這時(shí)，大家商討的結(jié)果是，正好利用周二下午停機(jī)檢修時(shí)間，逐步對(duì)我臺(tái)調(diào)頻發(fā)射機(jī)進(jìn)行開機(jī)、關(guān)機(jī)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步確定干擾源形成原因。先關(guān)停我臺(tái)所有調(diào)頻發(fā)射機(jī)，只開90.8MHz發(fā)射機(jī)，觀察結(jié)果118.05MHZ頻點(diǎn)沒有出現(xiàn)90.8MHz聲音干擾，然后逐一開啟發(fā)射機(jī)，當(dāng)99.5MHZ發(fā)射機(jī)開機(jī)后，90.8MHz聲音干擾出現(xiàn)。這時(shí)，大家分析認(rèn)為干擾源可能來自多個(gè)頻點(diǎn)共同迭加產(chǎn)生的結(jié)果。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)、分析判斷得出有多種差頻、和頻共同迭加關(guān)系存在，計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)：90.8+99.5-118.05=72.25，查詢?cè)擃l點(diǎn)，正好是電視三頻道的伴音載頻。經(jīng)安慶無管處求證，該電視三頻道的歸屬地在懷寧縣高河鎮(zhèn)，是懷寧縣廣播電視臺(tái)3kW電視發(fā)射機(jī)。

1.2 科學(xué)論證干擾形成機(jī)理

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)找到干擾源后，我們分析干擾形成機(jī)理是：當(dāng)3cH、90.8MHz、99.5MHz同時(shí)開機(jī)工作時(shí)，產(chǎn)生干擾，關(guān)停其中任一頻率頻道設(shè)備，干擾源消失，干擾信號(hào)明顯來自這幾個(gè)頻率通過和頻、差頻共同迭加產(chǎn)生。

通過理論分析、多次測(cè)試、反復(fù)論證，認(rèn)為由于我臺(tái)交通廣播90.8MHZ（5kW）和戲曲廣播99.5MHZ（3kW）共用一副垂直極化天線，很容易產(chǎn)生新的頻率組合，互調(diào)后形成190.3MHZ干擾信號(hào)，然后同位于民航西北方向的懷寧縣電視三頻道伴音載頻72.25MHZ差頻形成118.05MHZ，造成對(duì)民航應(yīng)急通訊頻道的干擾。如圖1所示干擾信號(hào)。

我臺(tái)FM90.8MHz和99.5MHz等頻率是上世紀(jì)九十年代經(jīng)省無線電管理委員會(huì)批準(zhǔn)的廣播頻率，那時(shí)節(jié)目少，90.8MHz采用一副垂直極化天線單獨(dú)發(fā)射。而99.5MHz與103.6MHz等四套經(jīng)多工器合成，采用四層四面水平極化方式發(fā)射。近些年來，隨著廣播電視事業(yè)發(fā)展，節(jié)目套數(shù)越來越多，鐵塔所能承載的天線安裝位置有限，已經(jīng)不能滿足一副天線發(fā)射一套節(jié)目的要求。因此，只能采用多套節(jié)目共用一副天線發(fā)射?？紤]到頻率相近節(jié)目不能放在同一組多工系統(tǒng)中合成輸出，以免多工器調(diào)試不好產(chǎn)生互相干擾，遂將90.8MHz和99.5MHz安排在同一多工系統(tǒng)，采用垂直極化方式進(jìn)行發(fā)射。另外，90.8MHz發(fā)射的省交通廣播節(jié)目，同時(shí)也是省應(yīng)急廣播平臺(tái)，所發(fā)射的功率為5kW，比99.5MHz的3kW、3CH伴音載頻0.3kW都要大的多。因而，聽到FM90.8MHz節(jié)目?jī)?nèi)容的干擾信號(hào)也就不足為奇了。

2 科學(xué)分析干擾區(qū)域環(huán)境，改變天線極化方式消除干擾

2.1 天線極化方式對(duì)環(huán)境區(qū)域的影響分析

根據(jù)天線理論知識(shí)可知，水平極化天線具有良好的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)分布，在同樣的發(fā)射功率下可以覆蓋更大的范圍，但水平極化天線的近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)分布差于垂直極化，特別是在潮濕、多水、多樹林等環(huán)境條件下，由于水平極化天線極化偏轉(zhuǎn)的原因，垂直極化天線的近區(qū)接收效果優(yōu)勢(shì)明顯。我們移動(dòng)接收的要求和移動(dòng)本身的無規(guī)則性，對(duì)接收天線的要求來說，應(yīng)該是全向接收。而垂直極化接收天線很容易實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)360°全向接收。因此在移動(dòng)接收時(shí)垂直極化的天線更合適。在發(fā)射天線采用垂直極化、接收天線也采用垂直極化天線時(shí)，移動(dòng)接收效果明顯優(yōu)于其它組合方式；如果發(fā)射天線為水平極化，則垂直極化接收天線所接收到的入射波功率將大為減弱。因此，對(duì)于全向天線來說，最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的就是垂直極化鞭狀天線（天線振子軸向與地面垂直），這樣，除了可以解決雨雪天氣下接收性能惡化的問題，還便于車載安裝，降低接收端的造價(jià)。當(dāng)前，移動(dòng)電視主要考慮的是城域覆蓋，所以，垂直極化發(fā)射天線被廣泛用于移動(dòng)數(shù)字電視無線覆蓋工程中。

2.2 改變天線極化方式，消除對(duì)民航的干擾

而安慶發(fā)射臺(tái)90.8MHz、99.5MHz戲曲廣播恰恰采用的是垂直極化天線，因此坐落在大龍山腳下的民航應(yīng)急通訊信道頻點(diǎn)118.05MHz很容易受到干擾，由于90.8MHZ是全省同頻交通廣播，經(jīng)過認(rèn)真考慮最后確定改變99.5MHZ天線極化方式，增大生成干擾信號(hào)頻率點(diǎn)的垂直隔離距離和水平隔離距離，避免饋線互相靠近平行敷設(shè)，降低產(chǎn)生干擾信號(hào)的可能性。通過對(duì)干擾區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀分析，采用改變發(fā)射天線極化方式的方法，達(dá)到主動(dòng)消除對(duì)民航干擾的目的。改變以往通過降低發(fā)射功率、犧牲覆蓋面的被動(dòng)做法，來降低對(duì)民航的干擾問題。

3 改變多工器工作頻率，降低帶外干擾

通過調(diào)整多工器中濾波腔參數(shù)，改變兩只濾波腔的諧振頻率（將99.5MHHz和95.5MHz進(jìn)行互換），調(diào)整1/4波長(zhǎng)同軸諧振腔參數(shù)，調(diào)節(jié)電感、分布電容，使諧振腔的Q值調(diào)的盡量高，頻率選擇性更好，插入損耗更小，減小帶外干擾，減少發(fā)射端生成互調(diào)干擾的可能。從而，減少對(duì)其他合法頻率的干擾。

我臺(tái)90.8MHZ、99.5MHZ采用多工器工作在一副垂直極化天線發(fā)射，現(xiàn)將原99.5MHZ（垂直極化）改頻為95.5MHZ（垂直極化）；再將原95.5MHZ（水平極化）改為99.5MHZ（水平極化）。

改頻前90.8MHz和99.5MHz共用天線連接工作情況如圖2所示。根據(jù)上述理論分析制定了排除方案，我們邀請(qǐng)上海明珠公司技術(shù)人員來我臺(tái)調(diào)試多工器，對(duì)原工作在垂直極化天線的99.5MHz的多工器進(jìn)行改頻至95.5MHz頻點(diǎn)，再將原工作在水平極化天線四工的95.5MHz的多工器進(jìn)行改頻99.5MHz頻點(diǎn)。通過這樣調(diào)整，解決了對(duì)民航118.05MHz應(yīng)急通訊信道頻率的干擾問題，如圖4所示。

改頻后讓生成干擾信號(hào)的99.5MHz發(fā)射天線工作在水平極化方式上。通過這樣改頻調(diào)整后，使得兩套干擾頻率發(fā)射機(jī)工作在不同極化天線的同時(shí)，還加大了互調(diào)干擾頻率的垂直隔離距離和水平隔離距離，各系統(tǒng)的隔離度更符合要求，減小產(chǎn)生干擾信號(hào)的可能性；

根據(jù)發(fā)射機(jī)的工作頻率設(shè)置發(fā)射機(jī)多工器的工作組合以及天線極化方式的調(diào)整來解決由于頻率間互調(diào)干擾其他合法頻道的問題，維護(hù)頻率、頻道使用的正常秩序，保障頻率、頻道使用的安全穩(wěn)定。

經(jīng)過調(diào)試以后各個(gè)指標(biāo)均符合要求，下面是改頻調(diào)試多工器時(shí)拍攝的圖片，如圖5所示。

綜上所述，由于重新合理優(yōu)化組合使用多工器，在減少調(diào)頻廣播頻率對(duì)民航干擾的同時(shí)也不影響安慶發(fā)射臺(tái)節(jié)目安全優(yōu)質(zhì)不間斷播出。根據(jù)天線工作理論和發(fā)射臺(tái)實(shí)際工作相結(jié)合，通過改變產(chǎn)生互調(diào)干擾頻率間水平隔離距離和垂直隔離距離、發(fā)射天線極化方式，系統(tǒng)的隔離度更符合要求，為減少民航干擾和優(yōu)質(zhì)播出提供了保障。

通過優(yōu)化組合我臺(tái)現(xiàn)有資源，在不增加任何設(shè)備和費(fèi)用開支的情況下，科學(xué)合理地處置了我臺(tái)調(diào)頻廣播對(duì)民航應(yīng)急通訊信道頻率的干擾，順利完成了對(duì)安慶民航應(yīng)急通訊頻道的干擾問題，排除了民航飛行安全隱患，做到了不花錢辦成事。由于采用了通過現(xiàn)有設(shè)備將干擾頻率分別工作在不同極化、不同位置的發(fā)射天線，沒有增加任何設(shè)備投資，節(jié)約了大量成本，同時(shí)及時(shí)排除了這一影響飛機(jī)安全飛行的安全隱患，產(chǎn)生了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，安慶無管處、安慶市機(jī)場(chǎng)給我們出具了用戶報(bào)告，給予很高評(píng)價(jià)。