民航甚高頻通信互調(diào)干擾分析及其預(yù)防

劉云鵬

【摘 要】 改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)飛速發(fā)展，民航領(lǐng)域也取得了巨大進(jìn)步，當(dāng)然，對(duì)航空管制部門(mén)和甚高頻通信的要求也越來(lái)越高。近年來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)的普及與發(fā)展嚴(yán)重影響了機(jī)場(chǎng)附近區(qū)域的磁環(huán)境，一定程度上影響和干擾了我國(guó)航空管制和甚高頻通信。本文將通過(guò)對(duì)甚高頻通信互調(diào)干擾形成原因的分析，提出幾點(diǎn)互調(diào)干擾的有效預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】 甚高頻通信 互調(diào)干擾 分析及預(yù)防

兩個(gè)或兩個(gè)以上的頻率信號(hào)同一時(shí)間輸入收、發(fā)信機(jī)，便會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)頻率，這個(gè)頻率一旦落入某一電臺(tái)工作頻段就會(huì)導(dǎo)致干擾，這種干擾稱(chēng)為互調(diào)干擾?；フ{(diào)干擾嚴(yán)重影響通信的效率和質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的信號(hào)問(wèn)題，從而阻礙無(wú)線通話，影響飛機(jī)安全飛行。因而，對(duì)民航甚高頻通信互調(diào)干擾問(wèn)題的分析和研究就顯得尤為重要。

1 甚高頻通信互調(diào)干擾及其形成原因分析

互調(diào)干擾是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的頻率信號(hào)同一時(shí)間輸入收、發(fā)信機(jī)時(shí)，由于電路的非線性會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)頻率F0，一旦F0頻率和其他有用信號(hào)頻率接近或相等，并成功通過(guò)收、發(fā)信機(jī)，就會(huì)對(duì)有用信號(hào)產(chǎn)生干擾。

互調(diào)干擾嚴(yán)重影響地面對(duì)空中通話的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)能夠?qū)е滦盘?hào)失真，從而對(duì)民航飛行安全和低空指揮系統(tǒng)產(chǎn)生巨大影響?；フ{(diào)干擾產(chǎn)生的原因是三階互調(diào)存在于同一線性系統(tǒng)內(nèi)，非線性因素使系統(tǒng)內(nèi)的某一信號(hào)產(chǎn)生二次諧波并與系統(tǒng)內(nèi)其他某個(gè)信號(hào)基波產(chǎn)生混頻后便會(huì)出現(xiàn)第三頻率。這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)存在二次諧波和基波兩種信號(hào)，這兩種信號(hào)組成三階信號(hào)，其中的2F-F稱(chēng)為三階互調(diào)信號(hào)。信號(hào)調(diào)制過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生三階互調(diào)信號(hào)和一定的差拍信號(hào)，這些調(diào)整出的信號(hào)就是三階互調(diào)失真信號(hào)。線性系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)頻譜的相近性，常常會(huì)導(dǎo)致互調(diào)過(guò)程中產(chǎn)生其他階位的互調(diào)，但是這些互調(diào)的影響均比較小。因此，三階互調(diào)干擾是時(shí)下研究甚高頻通信互調(diào)干擾中最為重要的部分。

2 互調(diào)干擾的分類(lèi)及其危害

由于互調(diào)干擾產(chǎn)生位置的不同，干擾的種類(lèi)也存在不同，主要分為以下三種：第一種，發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾。地面信號(hào)發(fā)射需要共用器件或其他信道的發(fā)射信號(hào)先耦合到發(fā)射機(jī)的本機(jī)和末級(jí)，這就導(dǎo)致發(fā)射信號(hào)在電路中互相調(diào)制產(chǎn)生新的頻率組合，這些新的頻率組合和有用信號(hào)一起被發(fā)射出去，進(jìn)而影響接收機(jī)。第二種，外部效應(yīng)互調(diào)干擾。一定數(shù)量的天線、饋線接頭或其他接點(diǎn)存在于發(fā)射機(jī)終端電路中，當(dāng)它們同其他金屬接觸或接觸不良時(shí)會(huì)產(chǎn)生非線性原因，導(dǎo)致干擾的出現(xiàn)。這種互調(diào)干擾非常特殊和復(fù)雜，容易受到天氣、濕度、溫度等其他因素影響。第三種，接收機(jī)互調(diào)干擾。此類(lèi)干擾一般產(chǎn)生于接收機(jī)前段電路中，由于高頻放大器及其變頻器的非線性影響，當(dāng)兩個(gè)偏離接受頻率的干擾信號(hào)同一時(shí)間輸入接收機(jī)，進(jìn)入信號(hào)會(huì)因調(diào)制而出現(xiàn)互調(diào)頻率，從而嚴(yán)重干擾接收機(jī)的內(nèi)部環(huán)境。

這些不同種類(lèi)的互調(diào)干擾對(duì)民航飛行安全和通信質(zhì)量構(gòu)成了嚴(yán)重隱患。具體而言，互調(diào)干擾的主要危害有以下三點(diǎn)：第一，降低有效功率。發(fā)生功率是互調(diào)工程中產(chǎn)生的寄生信號(hào)功率和有效主頻功率的總和，它是頻率的一種能量積分?；フ{(diào)產(chǎn)物的功率比較大，從而減少了發(fā)射機(jī)的有效功率，不利于發(fā)射機(jī)正常運(yùn)作。第二，減少發(fā)射機(jī)使用時(shí)間。發(fā)射機(jī)狀態(tài)良好、收發(fā)信號(hào)的工作頻率為F0是輸出電路的最優(yōu)諧振點(diǎn)，此時(shí)，通過(guò)電路的電力最小。一旦電路失調(diào)或故障，發(fā)射機(jī)原件便會(huì)發(fā)熱，從而增加發(fā)射機(jī)的故障發(fā)生率，減少發(fā)射機(jī)的使用時(shí)間。第三，擾亂空間電磁波秩序。有用信號(hào)同互調(diào)信號(hào)產(chǎn)生的寄生信號(hào)一起被發(fā)出，并與其他發(fā)射機(jī)中的信號(hào)再次產(chǎn)生互調(diào)，產(chǎn)生新的互調(diào)信號(hào)，從而導(dǎo)致大量無(wú)序頻譜能量存在于發(fā)射機(jī)站臺(tái)上空。當(dāng)這些無(wú)序頻譜與其他接收機(jī)頻率匹配，將會(huì)嚴(yán)重影響空間電磁波秩序。

3 互調(diào)干擾的有效預(yù)防措施

基于對(duì)互調(diào)干擾及其產(chǎn)生原因和危害的了解與認(rèn)識(shí)，提出以下三點(diǎn)防御措施。

3.1 減少發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾

減少由于發(fā)射信號(hào)干擾或其他信號(hào)入侵造成的互調(diào)干擾，具體方法如下：第一，調(diào)整并改善發(fā)射機(jī)的末級(jí)功放性能，提高線性動(dòng)態(tài)范圍；第二，改善發(fā)射機(jī)天線和發(fā)射機(jī)的匹配方式；第三，合理規(guī)劃發(fā)射臺(tái)站，結(jié)合互調(diào)干擾產(chǎn)生條件，建立無(wú)三階互調(diào)的工作頻率組合；第四，在各個(gè)天線和發(fā)射機(jī)之間安裝腔體濾波器和單向分離器的組合器件或單向隔離器。由于隔離器正向損耗較小，可以成功實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的反向衰減，從而有效防治或減弱外界信號(hào)干擾，成功抑制互調(diào)信號(hào)。

3.2 減少外部效應(yīng)互調(diào)干擾

互調(diào)干擾的外部因素主要指發(fā)射機(jī)濾波器、射頻避雷器等配件的插線接觸點(diǎn)和金屬配件的異常，應(yīng)該及時(shí)檢查、修理和測(cè)試，從而減少因這些原因產(chǎn)生的非線性互調(diào)干擾發(fā)生率。特別是對(duì)不同的天氣、溫度、濕度產(chǎn)生的影響，進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整。同時(shí)，還應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)那些可能影響甚高頻通信的無(wú)線電臺(tái)，并斷開(kāi)電源，減少互調(diào)干擾。

3.3 減少接收機(jī)互調(diào)干擾

減少接收機(jī)互調(diào)干擾有以下幾種方法：第一，設(shè)置多級(jí)調(diào)諧回路，增加接收機(jī)回路的選擇，從而減少?gòu)?qiáng)干擾進(jìn)入功放。第二，加入濾波器衰減干擾信號(hào)，改善互調(diào)性能。第三，采用近似于理想平方率的器件來(lái)減小接收機(jī)射頻的非線性，從而改善互調(diào)指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

甚高頻通信互調(diào)干擾大大降低了信號(hào)發(fā)生時(shí)的有效功率，嚴(yán)重影響發(fā)射機(jī)的使用時(shí)間，同時(shí)擾亂空間電磁波秩序，不利于我國(guó)民航的安全運(yùn)行。因此我們必須高度重視民航甚高頻通信互調(diào)干擾問(wèn)題并采取措施預(yù)防和減少干擾，確保我國(guó)民航安全飛行，從而保證國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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