浅析杭州本场甚高频三阶互调干扰

浅析杭州本场甚高频三阶互调干扰

成浩

民航浙江空管分局  浙江 杭州 311215

摘要：民航事业的迅猛发展，飞行流量的不断增大，对空中管制部门的要求越来越高，对地空指挥通信上的质量要求也不断提高，由于无线电技术在各行各业的广泛使用，民航无线电通信信道受到其他无线信号越来越严重的干扰，经常有令人非常烦恼的噪音和严重失真。特别是互调干扰已经成为危害航空通信安全的重要原因。本文针对互调干扰的形成机理、类型判定及排除方法进行分析，重点介绍三阶互调干扰。

关键词：地空通信 互调干扰 三阶互调 

1. 引言

目前民航所采用的无线电通信系统大都是工作在甚高频段的普通调幅和单边带信号，波段频率为118-137MHZ。由于飞机飞行高度高，接收机灵敏度好，波段资源紧张，使得民航的地空通信容易受无线电干扰的危害，分析干扰源，排除干扰是当务之急。本文针对杭州VHF地空通信互调干扰问题，分析互调干扰产生的原因及影响范围，就降低互调干扰方面进行分析与探讨。

2. 互调干扰

2.1 形成机理

若有两个或者多个干扰信号同时加到接收机的输入端，由于放大器的非线性作用，使干扰信号彼此混频，就有可能产生频率接近有用信号频率的互调干扰分量，与有用信号同时进入接收机的中频系统，经检波差拍后，产生哨叫声。互调干扰是有高放或者混频级的二次、三次和更高次的非线性项所产生，而且干扰信号幅度愈大，互调干扰分量也愈大。当干扰频率、和信号频率满足下列公式时

                   （m、n为正数）

即可产生互调现象。

2.2 互调干扰分类

由于电路的非线性导致的互调干扰的可分为以下三种：

（1）发射机互调。由于功率放大器工作的非线性，其他信道的发射信号经天线或RF共用期间耦合到发射机末级与本机发射信号，在功放电路中相互调制而产生新的频率组合，随同有用信号一起发射出去，对接收机形成干扰通常情况下，两部以上发射机的天线相距过近，水平垂直隔离度均不符合要求，而功率又足够大时，很容易产生互调干扰。

（2）接收机互调。在接收机的前端电路（高放、混频器）中，同时侵入两个处于互调关系的非工作频率信号，因非线性作用发生相互调制，产生工作频率上的干扰信号，这种互调有明显的区域性和很大的随机性。接收机或频谱仪混频级对输入信号电平有一定的幅度要求，当信号很强时，接收设备本身会产生互调失真，接收机内部产生的互调失真和谐波失真随输入信号的幅度而改变。

（3）外部效应引起互调由于发射机高频滤波器及天线馈线等插接件的接触不良，或发射拉杆天线及天线螺栓等金属构件的锈蚀而造成的接触不良，再者是异种金属的接触部分所引起的非线性的原因，在强射频电场中起检波作用并产生互调，形成干扰辐射源而造成的。在民航使用的VHF共用天线系统中，对于共用一副天线振子和RF发射支路的几个信道，相邻信道的发射信号会通过多路耦合器反射回发射机末级，从而形成较强的发射机互调。对于没有共用一副天线振子的几个信道之间，则主要考虑接收机互调。

3. 三阶互调干扰

当m+n=3时，此时的互调干扰称为三阶互调干扰。三阶互调干扰离基波信号最近，通常影响也最大。三阶互调干扰，分为二型三阶互调干扰和三型三阶互调干扰两类。

3.1二型三阶互调干扰

所谓二型三阶互调，是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在，使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。设，为发射频率，为接受频率。的二次谐波为2，它与产生了寄生信号。在调制过程中就会产生三阶互调干扰信号。同时也会对原来的基带信号造成干扰。

3.2三型三阶互调干扰

三型三阶互调，是指当三个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在，使其中两个信号的基波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。设，，为发射频率，为接受频率。，，合成三阶互调信号，会对接收频率以及原来的基带信号造成干扰。

4. 杭州本场三阶互调干扰分析

杭州本场在新建R&S24信道工程时，测试发现浙旅甚高频机房接收机120.05Mhz有严重的干扰信号，可以听到通波127.25Mhz和123.65Mhz信道的声音。经分析公安楼R&S12信道系统中127.25MHz与123.65MHz满足

即120.05MHz=2*123.65MHz-127.25MHz，因此判断该干扰是三阶互调干扰。

进一步分析，公安楼R&S发射机的天线间距离5m，接收机最小接收信号功率为27dBM。当发射功率为50w时，空间传播损耗需要满足20dB才能过滤干扰信号。在此条件下，根据电磁波空间传播损耗公式，计算得出第三个台站天线距离必须大于1km才可能避免三阶互调干扰。杭州本场公安楼甚高频机房和浙旅甚高频机房的距离太小，公安楼甚高频机房天馈系统耦合产生的三阶互调信号120.05MHz能被浙旅机房接收机收到。在后期调试工程中，将120.05MHz信道设置在其他台站后，三阶互调干扰信号消失。

5. 避免互调干扰的措施

由此次工程经验可以得出，在甚高频系统目前采用四个信道共用一个天馈系统的安装现状下，频率分配时可以将本场的频点按照不等频距的原则来选择频点，从而得到一个完全没有三阶互调的频率组。另外在分配新频率时，必须与原有频率一起进行综合计算和分析，看是否会出现互调干扰。

除了在频率配置时考虑尽量避免互调频率的产生，也可以从硬件配设上采取措施。

（1）在避免发射机互调干扰时，在同一地点应尽量选择无三阶互调的发射频率组；加大发射机天线间距，以满足天线隔离度的指标；采用单向隔离器件，所用器件主要是铁氧体单向环行器及混合桥装置，能有效消除发射台站的有害干扰。

（2）在避免接收机互调干扰时，增加接收机输入级的线性度，尽量提高接收机的互调抗扰指标；在接收机前端插入滤波器，以提高接收机前端电路选择性，抑制强干扰信号，使其不能进入高放和混频级；在接收机输入端插入衰减器，以降低信号电平；选用无三阶互调的相容频道组工作。

6. 结束语

此次在了解互调干扰的基础上，采取了有效措施降低了杭州本场R&S24信道的互调干扰影响，有效提高了民用航空运行的安全性和稳定性。另外根据互调干扰产生的原理，加强对民航通信系统的日常维护可以最大程度地避免互调干扰问题的产生，保障民航通信的质量，从而进一步提升民航飞行的安全性，促进民航事业的发展。

参考文献

[1]朱建春.甚高频通信中互调频率的分析与计算.交通科技,2000.2