調(diào)頻廣播互調(diào)信號(hào)對(duì)軍隊(duì)航空通信頻段的干擾分析

牛 侃，董 旭，吳天昊

（1.31007部隊(duì)，北京 100079；2.戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)，鄭州 450001）

1 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，民用廣播行業(yè)日益蓬勃，節(jié)日數(shù)量和覆蓋范圍不斷增加，發(fā)射頻點(diǎn)、發(fā)射功率日趨增多、增大，導(dǎo)致調(diào)頻廣播發(fā)射產(chǎn)生更多的互調(diào)產(chǎn)物。由于航空頻段距離調(diào)頻廣播所用頻段較近，容易受到廣播信號(hào)互調(diào)產(chǎn)物的干擾，影響正常航空通信等業(yè)務(wù)，特別是此類互調(diào)干擾同樣也威脅到我軍用頻安全。因此，對(duì)于軍隊(duì)頻管部門來說，需要一種行之有效的互調(diào)干擾應(yīng)對(duì)方法來確保軍用航空頻率安全。

2 互調(diào)干擾概念及分類

互調(diào)干擾是指當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的頻率信號(hào)同時(shí)進(jìn)入傳輸信道，由于非線性電路的作用，產(chǎn)生很多諧波和一些頻率組合分量，與監(jiān)測(cè)目標(biāo)相近的頻率組合分量可以順利通過接收機(jī)，從而造成干擾影響。根據(jù)互調(diào)干擾產(chǎn)生的位置不同，可分為以下三類：

（1）發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾。天線侵入的其它信號(hào)與發(fā)射信號(hào)因發(fā)射機(jī)末端功率放大器工作的非線性而相互調(diào)制，產(chǎn)生新的信號(hào)，并與發(fā)射信號(hào)一起發(fā)射出去，對(duì)接收機(jī)造成干擾。一般情況下，兩個(gè)或兩個(gè)以上的發(fā)射天線如果距離相近，水平、垂直極化隔離度達(dá)不到要求，而發(fā)射功率又很大時(shí)，較容易形成互調(diào)干擾。

該互調(diào)明顯特征是互調(diào)產(chǎn)生的信號(hào)在空中真實(shí)存在，在接收機(jī)前端加衰減器，接收到的信號(hào)振幅會(huì)根據(jù)衰減量降低，而且用不同接收機(jī)監(jiān)測(cè)，該互調(diào)信號(hào)均存在。一般通過加大天線之間的隔離度，防止產(chǎn)生互調(diào)干擾。

（2）接收機(jī)互調(diào)干擾。兩個(gè)以上的信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)，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(diào)制，產(chǎn)生干擾信號(hào)。

該互調(diào)的區(qū)域性明顯、隨機(jī)性較大，是虛假信號(hào)。在接收機(jī)前端加衰減器，輸出端監(jiān)測(cè)到的信號(hào)振幅降低值是衰減量的倍數(shù)，降低幾倍就是接收機(jī)幾階互調(diào)失真，實(shí)際監(jiān)測(cè)中信號(hào)基本消失，而且用其它接收機(jī)監(jiān)測(cè)不到該信號(hào)。

（3）外部效應(yīng)產(chǎn)生的互調(diào)干擾。天線、發(fā)射機(jī)內(nèi)部電路存在饋線的接頭或其他接觸點(diǎn)，如果接觸不良或者金屬器件生銹、腐蝕，會(huì)產(chǎn)生非線性作用，當(dāng)此類設(shè)備被用于強(qiáng)射頻電場(chǎng)中進(jìn)行檢波時(shí)，會(huì)因非線性而產(chǎn)生互調(diào)干擾。

該互調(diào)比較復(fù)雜，受天氣及氣候變化影響較大，一般經(jīng)過改良器件之間的接觸，采取防銹手段來避免干擾發(fā)生。

3 互調(diào)干擾產(chǎn)生原因

由互調(diào)干擾定義可知，非線性電路是產(chǎn)生互調(diào)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(guān)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(shù)，在非線性的高次諧波項(xiàng)中，隨著n的增大，系數(shù)an變小，即an＞an+1；u為輸入電壓，假設(shè)兩個(gè)信號(hào)同時(shí)進(jìn)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(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)離ωa、ωb的兩種頻率組合ωa+ωb，ωa-ωb，由于接收機(jī)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(jié)論；在三階（n=3）中，會(huì)出現(xiàn)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(jié)論。

4 三階互調(diào)干擾

由于非線性系統(tǒng)an隨著n增大反而越小，所以高階互調(diào)產(chǎn)生的強(qiáng)度低于低階互調(diào)的強(qiáng)度，并且三階互調(diào)干擾與基波信號(hào)相距最近，通常干擾危害最大，所以重點(diǎn)研究三階互調(diào)干擾。

（1）二型三階互調(diào)干擾。二型三階互調(diào)是指兩個(gè)信號(hào)f1、f2同時(shí)進(jìn)入到接收機(jī)，由于非線性電路作用，其中一個(gè)信號(hào)的二次諧波2f1（二階信號(hào)）與另一個(gè)信號(hào)的基波f2（一階信號(hào)）混頻后產(chǎn)生的寄生信號(hào)f（三階信號(hào)），即f=2f1-f2。同時(shí)互調(diào)信號(hào)f對(duì)原來基帶信號(hào)f1、f2會(huì)形成干擾，稱之為二型三階互調(diào)干擾。

（2）三型三階互調(diào)干擾。二型三階互調(diào)是指三個(gè)信號(hào)f1、f2、f3同時(shí)進(jìn)入到接收機(jī)，由于非線性電路作用，其中兩個(gè)信號(hào)的基波f1、f2（兩個(gè)一階信號(hào)）與另一個(gè)信號(hào)的基波f3（一階信號(hào)）混頻后產(chǎn)生的寄生信號(hào)f（三階信號(hào)），即f=f1+f2-f3。同時(shí)互調(diào)信號(hào)f對(duì)接收頻率和原來基帶信號(hào)f1、f2、f3會(huì)形成干擾，稱之為三型三階互調(diào)干擾。

5 互調(diào)干擾處置方法

互調(diào)干擾不僅影響信號(hào)質(zhì)量，而且會(huì)造成信號(hào)失真。雖然不同行業(yè)間頻率已有相關(guān)規(guī)劃，但是航空頻段距離調(diào)頻廣播頻段較近，易受到互調(diào)干擾，已威脅到我軍航空通信的用頻安全。因此，對(duì)于軍隊(duì)頻管部門來說，需要準(zhǔn)確、快速地判斷、消除此類互調(diào)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(diào)計(jì)算公式。計(jì)算公式是尋求互調(diào)產(chǎn)物和受擾信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系的基本方法，尤其是外出作業(yè)時(shí)，在不具備軟件計(jì)算的條件下，監(jiān)測(cè)人員要熟練應(yīng)用互調(diào)計(jì)算公式，以便能在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)對(duì)干擾信號(hào)做出判斷。

二是排查信號(hào)強(qiáng)度、出現(xiàn)時(shí)間。由于各頻率信號(hào)必須同時(shí)出現(xiàn)，并且信號(hào)強(qiáng)度足夠大，才會(huì)產(chǎn)生互調(diào)干擾。在干擾出現(xiàn)時(shí)，設(shè)置合適的門限電平，排除低于門限的信號(hào)，再根據(jù)各頻率分量是否同時(shí)出現(xiàn)，以縮小干擾查找范圍，減少排查時(shí)間。

三是解調(diào)監(jiān)聽聲音?；フ{(diào)信號(hào)是由2個(gè)以上的頻率調(diào)制形成，解調(diào)監(jiān)聽干擾信號(hào)時(shí)，音頻是由多個(gè)聲音混合組成，聽起來不清晰。當(dāng)干擾信號(hào)解調(diào)出清晰、單一的聲音時(shí)，可排除該信號(hào)是由互調(diào)而產(chǎn)生的干擾。

四是確定互調(diào)干擾類型。調(diào)整接收機(jī)內(nèi)部衰減量，如果互調(diào)信號(hào)振幅成倍減小，以至基本消失，則判斷是接收機(jī)互調(diào)，可通過在接收機(jī)前端安裝單相器、濾波器或衰減器等設(shè)備來消除干擾影響。否則，一般為發(fā)射機(jī)互調(diào)，需采取進(jìn)一步手段排查。

五是啟動(dòng)軍地聯(lián)合管理機(jī)制。軍地?zé)o線電管理部門之間已有一套成熟的用頻秩序管理機(jī)制，一旦確定干擾源為調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)互調(diào)類型，立即上報(bào)有關(guān)部門，通過軍地聯(lián)合執(zhí)法快速、準(zhǔn)確消除干擾影響，保障我軍航空頻段用頻安全。