適用于NAVTEX 臺的中波共址干擾解決方法

王春岐

（北海航海保障中心天津通信中心，天津 300456）

1 NAVTEX 播發(fā)系統(tǒng)簡介

NAVTXE 是全球海上遇險與安全系統(tǒng)（GMDSS）的一個主要組成部分，也是世界航行警告業(yè)務(wù)（WWNWS）的一個重要組成部分。NAVTXE 業(yè)務(wù)是通過窄帶直接發(fā)印字電報（NBDP）技術(shù)，由海岸電臺播發(fā)，并由船舶自動接收的航行警告、氣象警告、氣象預(yù)報和緊急信息等海上安全信息系統(tǒng)。它為船舶海上航行以及航海相關(guān)業(yè)務(wù)的計(jì)劃、安全運(yùn)行提供了重要的保障。

目前我國共有包括三亞、廣州、福州、上海、大連、天津、湛江共7座國際NAVTEX 業(yè)務(wù)播發(fā)臺，全面覆蓋我國各個不同海域，播發(fā)時間因不同播發(fā)臺站而異，每天多時段定時播發(fā)。

2 共址干擾的形成

共址干擾是一種產(chǎn)生于自身系統(tǒng)內(nèi)部或系統(tǒng)之間的、并有損于有用信號的電磁現(xiàn)象，即當(dāng)已方的發(fā)射機(jī)正常工作時所產(chǎn)生的有用信號對其余發(fā)射機(jī)和接收機(jī)所造成的干擾。包括同信道干擾、鄰信道干擾、大功率阻塞干擾等。

共址干擾主要出現(xiàn)在小空間內(nèi)放置多個收、發(fā)信設(shè)備的場合，由于天線放置較近導(dǎo)致其信號隔離度偏小，發(fā)射信號及其高階諧波和互調(diào)產(chǎn)物有較大能量通過鄰近天線進(jìn)入其它接收和發(fā)射系統(tǒng)導(dǎo)致干擾產(chǎn)生。例如艦船上一般天線間距只有15米左右，其多信道的短波（HF）電臺的發(fā)射-發(fā)射、發(fā)射到接收之間，以及短波電臺發(fā)射諧波與互調(diào)產(chǎn)物與超短波（VHF）電臺接收之間的都會形成較大干擾。

地面通信臺站一般場地空間受限較少，以天津海岸電臺為例：其發(fā)射臺站占地約150畝，短波天線18付，中波天線3付，在短波頻段內(nèi)天線間隔離度大于60dB。同時，其收信臺站設(shè)置在距離發(fā)信臺站直線距離約25km，故其短波通信系統(tǒng)中的發(fā)射-發(fā)射、發(fā)射-接收干擾基本沒有體現(xiàn)。但在應(yīng)用NAVTEX 系統(tǒng)中波業(yè)務(wù)時，天津發(fā)信臺出現(xiàn)了共址干擾的現(xiàn)象。

3 NAVTEX 共址干擾分析

以天津臺為例，其共址干擾發(fā)生的現(xiàn)象描述如下：兩臺大功率中波（MF）發(fā)信機(jī)分別置于486kHz 和518kHz 的NAVTEX 頻率上，在預(yù)設(shè)的交替時間段上分別進(jìn)行中/英文廣播。當(dāng)一臺發(fā)信機(jī)進(jìn)行廣播播發(fā)時，另一臺處于待機(jī)的發(fā)射機(jī)會偶發(fā)性發(fā)生反向功率過大的告警。

可知，兩中波發(fā)信機(jī)的工作頻點(diǎn)486kHz 和518kHz 間距：

（518-486）÷518×100%≈6%

僅略大于5%的信道帶寬。由于客觀原因，天津發(fā)信臺兩個中波發(fā)射天線中心間距約（200）米，由于中波發(fā)射波長約600m，天線尺寸處在30米左右的量級，故其天線間距在中波波段仍屬于“緊湊”區(qū)間，發(fā)天線間隔離度不足。因此產(chǎn)生了典型的發(fā)射-發(fā)射間鄰信道共址干擾：甲發(fā)射機(jī)的大量鄰信道發(fā)射能量通過近旁天線耦合（被近旁天線接收）到乙發(fā)射機(jī)中，致使乙發(fā)射機(jī)誤認(rèn)為其反射能量過大，產(chǎn)生告警動作。

4 NAVTEX 共址干擾解決

共址干擾主要解決手段有幾種：

（1）是增加天線間的隔離度，例如天線間距離拉遠(yuǎn)、天線波束約束、交錯極化方向等。對于占地面積以畝計(jì)算的中波天線，此方式極難實(shí)施。

（2）是增加發(fā)信號的頻譜純度，利如提高線性度和諧波抑制度等。此方法主要針對發(fā)信號對收信道的共赴干擾，無法應(yīng)對信道內(nèi)能量的發(fā)射-發(fā)射干擾。

（3）是在被干擾端的天線前端增加通帶濾波器以隔離本機(jī)發(fā)信道外的能量倒灌。典型方案為接收機(jī)的“預(yù)選器”，在對應(yīng)用在寬頻帶工作的通信系統(tǒng)時，因?yàn)闉V波器通帶頻率要隨工作頻率變化即可以調(diào)節(jié)，應(yīng)用在發(fā)射機(jī)后端（即天線前端）時通過功率極大且要求Q 值（品質(zhì)因素）極高以減少插入損耗和過渡帶寬，因此較難實(shí)現(xiàn)。

針對于當(dāng)前NAVTEX 臺站現(xiàn)狀，由于發(fā)信機(jī)工作頻率固定（486kHz 或518kHz），所以不存在設(shè)計(jì)可調(diào)濾波器的困難。只需要設(shè)計(jì)兩個滿足大功率和高Q 值的濾波器對應(yīng)其兩個工作頻率即可。

5 NAVTEX 中波濾波器設(shè)計(jì)

針對于NAVTEX 臺站的應(yīng)用，推算出其對濾波器的各性能指標(biāo)要求：

（1）中心頻率：486kHz、518kHz，即NAVTEX 的工作頻率。

（2）通帶帶寬：≥±3kHz，NAVTEX 報發(fā)的有用信道帶寬。

（3）通帶插損：≤1dB，通帶內(nèi)的損耗應(yīng)盡可能小。

（4）偏離5%中心頻率處抑制：≥10dB，NAVTEX 兩頻率差為6%左右，發(fā)射-發(fā)射間對隔離要求較發(fā)射-接收間低，達(dá)到10dB 以上即可。

由此可設(shè)計(jì)二階諧振通帶濾波器參數(shù)如下圖，其仿真指標(biāo)通帶插損為0.45dB，阻帶抑制15dB，滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)物使用鍍銀銅管制作高Q 值電感，以及超高耐壓值的大功率陶瓷電容制作，經(jīng)測試滿足應(yīng)用要求，NAVTEX 發(fā)射機(jī)的共址干擾問題解決。