航空通信常見調(diào)頻廣播干擾原因及對(duì)策

王巖

摘 要：該文簡(jiǎn)單闡述了在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的廣播電視發(fā)射臺(tái)調(diào)頻廣播對(duì)航空通信造成的干擾情況，對(duì)3種調(diào)頻廣播干擾航空通信的主要原因進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的解決措施，以供相關(guān)人士借鑒與參考，希望相關(guān)問題可以得到有效解決。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻廣播；航空通信；干擾

中圖分類號(hào)：TN934.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

近幾年來，我國中央廣播電視節(jié)目農(nóng)村無線覆蓋的建設(shè)范圍與規(guī)模在不斷擴(kuò)大，廣播電視行業(yè)得到迅速發(fā)展，調(diào)頻發(fā)射機(jī)的數(shù)量也在持續(xù)增加。我國各地的廣播電視部門通過不懈努力，不斷增強(qiáng)廣播電視無線業(yè)務(wù)水平，從而為廣大人民的精神文化生活提供幫助與服務(wù)。調(diào)頻廣播業(yè)務(wù)頻段與航空通信導(dǎo)航業(yè)務(wù)頻段二者相鄰，調(diào)頻發(fā)射機(jī)在運(yùn)行過程中的功率很大，還會(huì)產(chǎn)生較多互調(diào)雜散產(chǎn)物，調(diào)頻廣播很容易對(duì)航空導(dǎo)航業(yè)務(wù)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。調(diào)頻廣播對(duì)航空通信導(dǎo)航產(chǎn)生的干擾情況經(jīng)常發(fā)生，該文將會(huì)對(duì)其進(jìn)行探討與分析，以期為同行提供借鑒與幫助。

1 廣播電視發(fā)射臺(tái)共址同塔原因與解決措施

近幾年來，我國的廣播電視行業(yè)獲得了迅猛發(fā)展，經(jīng)常會(huì)在相同的發(fā)射臺(tái)中運(yùn)行頻率不同的無線發(fā)射設(shè)備，廣播電視頻段的頻譜占用范圍也日益廣泛。目前大部分廣播電視臺(tái)都會(huì)采用共址共塔、共用天線等相關(guān)技術(shù)，這樣就會(huì)大幅增加有害電磁產(chǎn)生的干擾。

在對(duì)一個(gè)廣播電視臺(tái)發(fā)射調(diào)頻廣播開展調(diào)查的過程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)播出的廣播電視節(jié)目數(shù)量為7套，并對(duì)這個(gè)廣播電視臺(tái)的發(fā)射調(diào)頻進(jìn)行了檢測(cè)。首先，將發(fā)射臺(tái)的發(fā)射機(jī)全部關(guān)閉，單獨(dú)測(cè)試其中的每一部發(fā)射機(jī)，從測(cè)試結(jié)果可以看出，發(fā)射臺(tái)中的全部發(fā)射機(jī)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求。之后對(duì)航空通信頻段進(jìn)行了測(cè)試，并沒有在航空通信頻段中發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)。

但是，在開啟了發(fā)射臺(tái)中的全部發(fā)射機(jī)后，在航空通信頻段中發(fā)現(xiàn)了明顯的信號(hào)干擾。從當(dāng)時(shí)的航空信號(hào)頻譜圖可以看出，發(fā)射系統(tǒng)生成的干擾信號(hào)已經(jīng)對(duì)航空通信的正常運(yùn)行產(chǎn)生了嚴(yán)重地干擾。從測(cè)試結(jié)果可以看出，發(fā)射臺(tái)中的每一部發(fā)射機(jī)設(shè)備在獨(dú)立工作的過程中，并沒有對(duì)航空的通信頻段產(chǎn)生干擾，但發(fā)射臺(tái)中全部設(shè)備同時(shí)運(yùn)行時(shí)，就會(huì)對(duì)航空通信頻段產(chǎn)生干擾。由此可以看出，干擾信號(hào)與發(fā)射臺(tái)的整體發(fā)射系統(tǒng)存在關(guān)系。在對(duì)發(fā)射臺(tái)與整體發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查之后發(fā)現(xiàn)，造成干擾信號(hào)出現(xiàn)的主要原因是在發(fā)射臺(tái)安裝天線的過程中，沒有嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定與要求。此發(fā)射臺(tái)發(fā)射鐵塔高度為50 m，共有6副米波、分米波天線懸掛在鐵塔上，但這些天線呈現(xiàn)出十分雜亂的形態(tài)。造成該問題的主要原因是發(fā)射臺(tái)在安裝發(fā)射天線的過程中，沒有進(jìn)行合理的統(tǒng)籌與規(guī)劃，在安裝第一個(gè)天線并占據(jù)了較好的位置之后，安裝其他發(fā)射天線時(shí)，只能隨便找一個(gè)位置架設(shè)天線，最終造成發(fā)射鐵塔上發(fā)射天線的安裝位置十分混亂。將該發(fā)射臺(tái)中的全部發(fā)射機(jī)開啟之后，由于天線安裝位置混亂，對(duì)航空通信頻段造成了嚴(yán)重的干擾。

在分析了造成干擾的主要原因之后，將該發(fā)射臺(tái)發(fā)射鐵塔上天線的位置進(jìn)行了調(diào)整并理順。在完成一系列的工作之后，該發(fā)射臺(tái)對(duì)航空通信頻段產(chǎn)生的干擾問題也得到了明顯的改善。從該案例可以看出，將天饋線懸掛在發(fā)射鐵塔上之前，先要進(jìn)行周全、合理、科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃，在懸掛天饋線的過程中，要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，只有這樣，調(diào)頻廣播才不會(huì)對(duì)航空通信造成干擾。

2 三階互調(diào)干擾原因與解決措施

當(dāng)不同頻率信號(hào)的數(shù)量超過2個(gè)，且同時(shí)作用在一個(gè)非線性電路時(shí)，會(huì)發(fā)生互相調(diào)制的現(xiàn)象，從而轉(zhuǎn)換為全新的頻率信號(hào)，如果該頻率信號(hào)正好落在接收機(jī)的工作信道帶寬范圍內(nèi)，該接收機(jī)就會(huì)受到嚴(yán)重的干擾，我們將這種情況稱為互調(diào)干擾。

造成互調(diào)干擾的因素有很多，隨著我國現(xiàn)代通信技術(shù)水平快速提升，多種頻率的載波信號(hào)都會(huì)經(jīng)過有源器件、無源器件進(jìn)行處理，這樣就會(huì)出現(xiàn)互調(diào)失真問題。其中無源器件（主要包括天線、電纜等）由于在進(jìn)行機(jī)械連接的過程中會(huì)出現(xiàn)器件連接不良、使用的材料磁滯性較強(qiáng)，接觸面存在污損等問題，利用不同材料對(duì)不同頻率信號(hào)進(jìn)行連接時(shí)，其連接的位置很容易發(fā)生非線性混頻問題，就會(huì)生成幅度不同的互調(diào)產(chǎn)物。與此同時(shí)，這些互調(diào)失真信號(hào)也會(huì)表現(xiàn)出通信頻帶中干擾信號(hào)的特征，進(jìn)而使系統(tǒng)的信噪比大幅下降，對(duì)通信系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響與危害。

發(fā)射臺(tái)中的多部發(fā)射機(jī)在同時(shí)運(yùn)行的過程中，很容易出現(xiàn)多階互調(diào)問題，調(diào)頻廣播生成的互調(diào)干擾信號(hào)在對(duì)航空通信造成嚴(yán)重干擾的同時(shí)，也會(huì)使調(diào)頻發(fā)射機(jī)受到很大損傷?；フ{(diào)干擾信號(hào)會(huì)使背景噪聲大幅增加，使調(diào)頻廣播的質(zhì)量降低，還會(huì)使調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)在正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)失諧問題，使調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重故障，減少其使用時(shí)間。

航空通信頻段受到的調(diào)頻廣播干擾，大部分都來自互調(diào)干擾，在互調(diào)干擾中又以三階互調(diào)為主。造成三階互調(diào)干擾航空通信頻段的情況必須要滿足以下條件才能出現(xiàn)：第一，要滿足2個(gè)信號(hào)出現(xiàn)的互調(diào)，即2f1-f2=f或2f2-f1=f；還要滿足3個(gè)信號(hào)產(chǎn)生的互調(diào)，即f1+f2-f3=f，同時(shí)f需要落在航空頻段范圍內(nèi)。第二，互調(diào)干擾信號(hào)的功率強(qiáng)到一定程度。第三，形成互調(diào)干擾的發(fā)射機(jī)同時(shí)處于工作狀態(tài)。

三階互調(diào)2f1-f2=f或2f2-f1=f，公式的含義為當(dāng)2個(gè)發(fā)射天線逐漸靠近之后，發(fā)射設(shè)備自身不存在任何問題，2部發(fā)射機(jī)之間一般都會(huì)利用天線系統(tǒng)中具備的耦合特性，進(jìn)入其他發(fā)射機(jī)末級(jí)的放大器與傳輸系統(tǒng)中，這樣就會(huì)造成互調(diào)現(xiàn)象出現(xiàn)。

廣播電視發(fā)射臺(tái)在進(jìn)行指標(biāo)檢測(cè)的過程中，同時(shí)運(yùn)行了3部調(diào)頻發(fā)射設(shè)備。之后利用公式2f1-f2=f對(duì)2個(gè)三階互調(diào)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)其信號(hào)正好落在航空通信頻段范圍內(nèi)。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，結(jié)果與計(jì)算結(jié)果完全一致。

上述情況充分滿足了發(fā)生三階互調(diào)的主要條件，因此航空通信會(huì)受到來自調(diào)頻廣播三階互調(diào)信號(hào)的干擾。為了有效解決該問題，需要提升發(fā)射機(jī)的帶外抑制比，盡可能地減少2f1幅度，若2f1接近零，就不會(huì)生成三階互調(diào)信號(hào)，從而有效解決三階互調(diào)干擾的問題。

調(diào)頻發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)為功率大、帶寬寬，因此為了將互調(diào)信號(hào)等相關(guān)問題，減少互調(diào)信號(hào)的產(chǎn)生，可以利用調(diào)頻同步廣播技術(shù)，充分利用調(diào)頻頻率資源。目前頻譜資源日益緊張，采用調(diào)頻同步廣播技術(shù)不僅可以大幅提升高頻譜的利用效率，還可以減少互調(diào)、雜散輻射等多方面的干擾。

文中f1，f2，f3分別表示3個(gè)信號(hào)頻率。

3 殘波輻射原因與解決措施

廣播電視無線覆蓋面積越來越廣泛，大量的大中功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)廣播電視發(fā)射臺(tái)中，在使用這種調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)發(fā)射設(shè)備質(zhì)量差等問題。

在對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)調(diào)頻廣播干擾航空通信進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，一部調(diào)頻發(fā)射機(jī)的帶外抑制很差，雜散輻射嚴(yán)重超出我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值。由于該發(fā)射臺(tái)發(fā)射的廣播頻率與航空通信頻段十分接近，且發(fā)射機(jī)的殘波輻射嚴(yán)重超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍，從而使航空通信頻段受到了較強(qiáng)干擾。造成該問題的原因是發(fā)射機(jī)的元器件質(zhì)量較差，在使用過程中激勵(lì)器、濾波器出現(xiàn)了問題。之后要求生產(chǎn)企業(yè)對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行維修，確保其相關(guān)指標(biāo)與設(shè)計(jì)參數(shù)相符后，徹底解決了干擾航空通信頻段的問題。

4 結(jié)語

調(diào)頻廣播對(duì)航空通信產(chǎn)生干擾，會(huì)對(duì)航空安全造成嚴(yán)重的威脅。因此要認(rèn)真分析造成干擾的主要原因，才能有效解決問題，從而避免其對(duì)航空通信造成干擾。

參考文獻(xiàn)

[1]徐大鈞.民航無線電通信系統(tǒng)干擾分析[J].中國無線電，2016（5）：48-49.

[2]李彥青.淺談民航用頻安全保障[J].中國無線電，2016（6）：25-27.

[3]陳宏，和曙光，張熒，等.基于通用軟件無線電技術(shù)的航空干擾快速識(shí)別系統(tǒng)[J].中國無線電，2012（8）：60-62，70.