互調(diào)干擾的識(shí)別和應(yīng)對(duì)措施

朱亞磊云南省無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心，云南昆明　650000

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互調(diào)干擾的識(shí)別和應(yīng)對(duì)措施

朱亞磊
云南省無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心，云南昆明650000

摘要目前，隨著無(wú)線臺(tái)站的不斷增加，電磁環(huán)境日趨復(fù)雜，這對(duì)無(wú)線電監(jiān)管部門(mén)在日常監(jiān)測(cè)、考試保障、處理突發(fā)事件等方面提出了更高要求，需在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)非法信號(hào)做出判斷，本文運(yùn)用實(shí)例，就互調(diào)信號(hào)的產(chǎn)生、識(shí)別和應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行分析，以求對(duì)信號(hào)排查有所幫助。

關(guān)鍵詞互調(diào)信號(hào)；產(chǎn)生；識(shí)別；應(yīng)對(duì)措施

目前，日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境給無(wú)線電頻譜監(jiān)測(cè)和管理帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，特別是近年來(lái)針對(duì)民航、鐵路等重要行業(yè)對(duì)無(wú)線電干擾投訴的持續(xù)不斷，其中一部分是由于互調(diào)信號(hào)引起的干擾。如何識(shí)別互調(diào)干擾信號(hào)成為監(jiān)測(cè)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題，只有正確的對(duì)信號(hào)做出判斷和識(shí)別，才能采取有效措施，消除干擾。本文對(duì)互調(diào)干擾信號(hào)進(jìn)行淺析，以期能應(yīng)用于我們的日常無(wú)線電監(jiān)測(cè)工作。

1　互調(diào)干擾的分類(lèi)及危害

互調(diào)干擾是由2個(gè)或2個(gè)以上的頻譜分量在傳輸信道中的非線性器件上相互作用而產(chǎn)生的無(wú)用頻率分量引起的，可以分為發(fā)射機(jī)互調(diào)和接收機(jī)互調(diào)。

互調(diào)干擾不僅影響信號(hào)質(zhì)量，有時(shí)會(huì)引起信號(hào)的嚴(yán)重失真，特別是近幾年來(lái)無(wú)線電干擾投訴主要是集中在民用航空頻段108MHz～137MHz，嚴(yán)重威脅到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)無(wú)線電監(jiān)管部門(mén)來(lái)說(shuō)，需要準(zhǔn)確和快速的對(duì)互調(diào)干擾做出判斷并及時(shí)消除，才能最大程度的減小損失以保障航空飛行安全?？梢?jiàn)，互調(diào)干擾的危害不容小視。

2　互調(diào)干擾的產(chǎn)生

一般而言，多個(gè)頻率不同的信號(hào)通過(guò)任何一個(gè)非線性電路都會(huì)產(chǎn)生許多不同的頻率組合，因此，系統(tǒng)的非線性是產(chǎn)生互調(diào)干擾的原因。一般非線性器件的輸出電流i和輸入電壓u有以下關(guān)系：

i = a0+ a1u + a2u2+ a3u3+……（公式1）

其中，a0為靜止輸出電流，ak（k=1，2，3……）為非線性器件的系數(shù)，一般有a1〉a2〉a3……，u為輸入信號(hào)，假設(shè)有兩個(gè)信號(hào)同時(shí)輸入非線性器件：u=Acosωat+Bcosωbt

公式1可表示為：∑an（Acosωat+ Bcosωbt）nn=2，3，4……（公式2）

將公式2展開(kāi)，可以得到其中所含的頻率分量，可以發(fā)現(xiàn)：

1）在二階（n=2）中，會(huì)出現(xiàn)ωa+ωb，ωa-ωb兩種頻率組合，由于接收機(jī)的選擇性，這兩種頻率的干擾信號(hào)受到抑制，從而使ωa+ωb，ωa-ωb遠(yuǎn)離調(diào)諧頻率，不易形成干擾。同理，四階（n=4），六階（n=6）具有類(lèi)似性質(zhì)。

2）在三階（n=3）中，公式2展開(kāi)為：

3/4*A2B［cos（2ωa+ωb）+ cos（2ωa-ωb）］+

3/4*AB2［cos（ωa+2ωb）+ cos（ωa-2ωb）］+……（公式3）

由公式3可看出會(huì)出現(xiàn)2ωa-ωb，2ωb-ωa，2ωa+ωb，2ωb+ωa等頻率組合，其中后兩項(xiàng)的性質(zhì)類(lèi)似于二階互調(diào)。而前兩項(xiàng)與ωa、ωb比較接近，很容易形成干擾。同理，五階（n=5），七階（n=7）具有類(lèi)似性質(zhì)。只是由于高階互調(diào)的強(qiáng)度一般都低于低階互調(diào)的強(qiáng)度，所以一般常考慮三階互調(diào)干擾。

3　互調(diào)干擾案例

在日常的監(jiān)測(cè)工作中，廣播和開(kāi)路電視是監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)頻段。經(jīng)過(guò)對(duì)重點(diǎn)頻段的掃描和監(jiān)聽(tīng)，發(fā)現(xiàn)在70.75MHz頻率處有嘈雜的語(yǔ)音信號(hào)，經(jīng)過(guò)核查，不是合法臺(tái)站。仔細(xì)辨認(rèn)后為83.75MHz CCTV-1電視伴音與噪音的混雜。用接收機(jī)ESMB對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，測(cè)出電平值為45.3dBμV，采用ESMB測(cè)出的頻譜如圖1所示。

圖1

經(jīng)過(guò)分析，可以初步估計(jì)這個(gè)信號(hào)是由CCTV-1電視伴音83.75MHz，云南人民廣播電臺(tái)（生活之聲）88.7MHz與云南人民廣播電臺(tái)（娛樂(lè)調(diào)頻）101.7MHz三個(gè)信號(hào)頻率互調(diào)形成，即三階二型互調(diào)：83.75+88.7-101.7=70.75MHz，剛好為監(jiān)測(cè)接收機(jī)ESMB監(jiān)聽(tīng)到的信號(hào)頻率。為了判別此信號(hào)是廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)射互調(diào)還是監(jiān)測(cè)接收機(jī)的接收互調(diào)，又采用AgilentXMA N9020A頻譜分析儀對(duì)70.75MHz進(jìn)行分析，卻未發(fā)現(xiàn)該頻率。因此可以分析：如果互調(diào)是在發(fā)射機(jī)處產(chǎn)生的，一定可以在自由空間中測(cè)出70.75MHz頻率成份，但采用頻譜儀沒(méi)有測(cè)出相應(yīng)頻率，因此可以得出是由于監(jiān)測(cè)接收機(jī)前端電路的選擇性不是很理想，導(dǎo)致廣播信號(hào)和開(kāi)路電視伴音信號(hào)經(jīng)過(guò)接收機(jī)的輸入端，由于器件的非線性作用，因此而產(chǎn)生了此接收互調(diào)信號(hào)。

4　互調(diào)干擾信號(hào)的識(shí)別

1）發(fā)射機(jī)互調(diào)信號(hào)是在發(fā)射端產(chǎn)生，為空中真實(shí)存在的信號(hào)，在自由空間中利用固定站接收機(jī)、頻譜分析儀等監(jiān)測(cè)設(shè)備能監(jiān)測(cè)到信號(hào)。而接收機(jī)互調(diào)信號(hào)是虛假信號(hào)，是由于接收機(jī)內(nèi)部的非線性引起。因此如某一接收設(shè)備能監(jiān)測(cè)到互調(diào)信號(hào)，而改用其他接收設(shè)備監(jiān)測(cè)不到該互調(diào)信號(hào)，則大致可以判斷是某一接收機(jī)的互調(diào)產(chǎn)物，而非發(fā)射機(jī)的互調(diào)信號(hào)。

2）識(shí)別接收機(jī)互調(diào)可以采用在接收機(jī)輸入端插入一個(gè)已知衰減量的衰減器，通過(guò)觀察信號(hào)幅度變化來(lái)進(jìn)行判斷。如果在輸出端監(jiān)測(cè)到的信號(hào)幅度按所加衰減器的衰減量減少，那么這個(gè)信號(hào)是“真實(shí)”的。如信號(hào)幅度減少值是衰減量的倍數(shù)，則該信號(hào)為虛假信號(hào)，是外界信號(hào)在接收機(jī)工作在非線性區(qū)時(shí)產(chǎn)生的互調(diào)信號(hào)，是幾倍就是幾階互調(diào)失真。

3）由于互調(diào)信號(hào)是各頻率分量的組合，因此各頻率分量信號(hào)必須同時(shí)工作才會(huì)產(chǎn)生互調(diào)干擾信號(hào)。根據(jù)互調(diào)信號(hào)的這個(gè)特點(diǎn)，在干擾出現(xiàn)的時(shí)候，首先判斷信號(hào)是否構(gòu)成互調(diào)關(guān)系，然后根據(jù)各頻率是否同時(shí)出現(xiàn)來(lái)縮小干擾查找范圍，必要時(shí)還可以關(guān)閉某一發(fā)射源，以進(jìn)一步排查干擾源。

4）互調(diào)信號(hào)是由2個(gè)或2個(gè)以上的頻率相互調(diào)制形成的，因此，在對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，音頻信號(hào)聽(tīng)起來(lái)會(huì)是多種聲音的混雜，如果是單一清晰的聲音，則可以大致判斷不是由于互調(diào)引起的干擾。

5　應(yīng)對(duì)互調(diào)干擾的措施

1）熟練掌握互調(diào)公式是一個(gè)尋求互調(diào)產(chǎn)物和干擾信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系的好方法，因此，無(wú)線電監(jiān)測(cè)站技術(shù)人員要及時(shí)掌握臺(tái)站的設(shè)置情況，并熟練應(yīng)用基礎(chǔ)計(jì)算公式，以便能在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)做出判斷。

2）各頻率信號(hào)須有足夠的強(qiáng)度，才能形成互調(diào)干擾。因此在排查互調(diào)干擾的時(shí)候可以設(shè)置合適的門(mén)限電平，將低于門(mén)限電平的信號(hào)排除在外，以縮小查找范圍，節(jié)省排查時(shí)間。管理部門(mén)在審批大功率臺(tái)站時(shí)，需做好周?chē)碾姶怒h(huán)境測(cè)試，盡量加大兩個(gè)大功率臺(tái)站發(fā)射天線間的空間隔離，防止產(chǎn)生發(fā)射機(jī)互調(diào)信號(hào)，維護(hù)空中良好的電波秩序。

3）對(duì)于接收機(jī)互調(diào)可在輸入端插入衰減器，因?yàn)榛フ{(diào)產(chǎn)物的電平與輸入信號(hào)電平有關(guān)，衰減器對(duì)n階互調(diào)產(chǎn)物的衰減量是有用信號(hào)衰減量的n倍，降低輸入信號(hào)的電平可以急劇減小互調(diào)信號(hào)電平值。

6　結(jié)論

本文結(jié)合無(wú)線電監(jiān)測(cè)工作實(shí)際，對(duì)互調(diào)信號(hào)進(jìn)行分析?；フ{(diào)干擾一直是頻譜管理中需要面對(duì)的一個(gè)棘手的問(wèn)題，在今后的工作中，還需進(jìn)行總結(jié)，不斷提高監(jiān)測(cè)技術(shù)人員對(duì)互調(diào)干擾信號(hào)的識(shí)別和查找的能力。

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中圖分類(lèi)號(hào)TN99

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）165-0126-02

作者簡(jiǎn)介：朱亞磊，云南省無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心。