黃火明

民航中南空管局技術(shù)保障中心，廣東廣州 510470

1 概述

無線電干擾一般分為同信道干擾、互調(diào)干擾、鄰道干擾、帶外干擾、雜散輻射干擾、阻塞干擾和來自非無線電設(shè)備的干擾這7大類，其中，互調(diào)干擾是無線電通信中最嚴(yán)重的干擾之一?；フ{(diào)干擾是指當(dāng)兩個或兩個以上的頻率信號同時進入收發(fā)信機時，由于電路的非線性而產(chǎn)生第三個頻率Fx，當(dāng)Fx正好落入某個信道的工作頻段中，則該信道將受到干擾。

2 互調(diào)干擾的形成及分類

在VHF地空通信中，互調(diào)干擾是造成地對空通信質(zhì)量下降的主要干擾之一，對其進行深入的研究對于減小、防護互調(diào)干擾，提高通信質(zhì)量具有重要的意義。

2.1 互調(diào)干擾的形成

我們知道任何一個線性系統(tǒng)都存在非線性。三階互調(diào)是指當(dāng)兩個信號或多個信號在一個線性系統(tǒng)中，由于非線性因素的存在使某個信號的二次諧波與另一個信號的基頻混頻后所產(chǎn)生的寄生信號。比如Fl的二次諧波是2F1，它與F2產(chǎn)生了寄生信號2Fl±F2。由于某個信號是二次諧波（二階信號），另一個信號是基頻信號（一階信號），它們合成為三階信號。其中2Fl±F2被稱為三階互調(diào)信號，它是在調(diào)制過程中產(chǎn)生的，所以這個新產(chǎn)生的信號稱為三階互調(diào)失真信號，而產(chǎn)生這個信號的過程稱為三階互調(diào)失真。由于Fl、F2信號在頻譜上一般相距比較近，也造成2Fl-F2、2F2-F1與原來的基帶信號Fl、F2比較靠近，這樣會干擾到原來的基帶信號Fl、F2，這就是三階互調(diào)干擾。而2Fl+F2、2F2+F1由于與Fl、F2相距較遠(yuǎn)，它們都可以被回路濾除,一般不作考慮。當(dāng)情況比較復(fù)雜時，如有三個信號Fl、F2、F3在一個線性系統(tǒng)中，他們除了產(chǎn)生上面所說的三階互調(diào)外，還將產(chǎn)生三階互調(diào)F1+F2-F3、F1+F3-F2、F2+F3-F1。當(dāng)然，在這個過程中也會出現(xiàn)更高階的互調(diào)干擾，例如，五階互調(diào)干擾、七階互調(diào)干擾等，但是由于隨著階數(shù)的提高信號的強度迅速銳減，干擾造成的影響也就較為輕微，因此我們就一般不考慮更高階的互調(diào)干擾。

從兩個或三個不同頻率的發(fā)射信號入手，通過對這些信號在經(jīng)過非線性電路后所產(chǎn)生的相應(yīng)進行冪級數(shù)展開(過程從略)，我們可以得知兩信號和三信號的三階互調(diào)產(chǎn)物是造成互調(diào)干擾的主要方面。

甚高頻（VHF）地對空通信是民航空管系統(tǒng)進行空域管制的重要手段，系統(tǒng)中多數(shù)采用的是多信道工作方式，信道之間的間隔相對比較窄，我國采用25KHz的間隔。由于民航VHF地空通信使用頻段從118～136.975MHz，信道間隔與信道載頻相比之下很小，所以各信道載頻相差不多，基本上都屬于同一級別。因此，在這種情況下，產(chǎn)生三階互調(diào)的干擾頻率源應(yīng)主要是VHF地空通信系統(tǒng)中的多信道頻率。假設(shè)有多個等間隔信道時，則三階互調(diào)干擾產(chǎn)生的條件為：

式中fa、fb、fc、fd分別是a、b、c、d信道的載頻。可以看出，在組網(wǎng)時若有三個信道頻率滿足式（1），或兩個信道頻率滿足式（2），就會產(chǎn)生三階互調(diào)干擾。

2.2 互調(diào)干擾的分類及產(chǎn)生原因

在VHF地空通信中，產(chǎn)生互調(diào)干擾主要有三種，發(fā)射機互調(diào)、接收機互調(diào)及外部效應(yīng)引起的互調(diào)。這里重點討論前兩種互調(diào)干擾。在發(fā)射機的末端，由于功率放大器的非線性，把侵入的其它干擾信號與有用的發(fā)射信號產(chǎn)生相互調(diào)制而形成的一種干擾，稱為發(fā)射機的互調(diào)干擾。處于互調(diào)關(guān)系的兩個或兩個以上的無線電信號同時被一個接收機接收，由于接收機高頻放大器或混頻器的非線性變換而發(fā)生相互調(diào)制，稱為接收機的互調(diào)干擾。

3 互調(diào)干擾的危害

互調(diào)干擾不僅影響通話質(zhì)量，嚴(yán)重的時候會造成信號嚴(yán)重失真，致使空中交通管制人員與飛行人員通話困難甚至聯(lián)絡(luò)不上，嚴(yán)重干擾民航地空通信系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，直接影響到飛行安全。

（2）如果接收到相鄰節(jié)點發(fā)來的認(rèn)證，將會對認(rèn)證請求進行分析，將檢查數(shù)據(jù)的完整性、語法的規(guī)范性、數(shù)字簽名是否正確等方面來校驗交易數(shù)據(jù)是否有效；

3.1 對發(fā)射機的危害

當(dāng)發(fā)信機調(diào)試好后，它的工作頻率f0處在輸出電路的最佳諧振點上。這時電路的電流應(yīng)是最小。反之，電路工作失諧，元件發(fā)熱嚴(yán)重，大大增加發(fā)信機的故障率，縮短其使用壽命。

3.2 降低有效功率

由于發(fā)射功率是頻譜能量的積分，所以，功率計測出來的功率是有效主頻

f0功率和無用的互調(diào)產(chǎn)物功率總和。例如，功率計顯示110W，有可能實際主頻的功率僅有85W，其余25W是互調(diào)產(chǎn)物的功率以及諧波分量之功率。所以，如果互調(diào)產(chǎn)物的功率增大，勢必降低了發(fā)射機的效率。

3.3 擾亂空間電磁波秩序

互調(diào)產(chǎn)物也是由發(fā)射機發(fā)出的射頻能量信號，該信號與另一臺發(fā)射機再次互調(diào)，還會產(chǎn)生另一個互調(diào)產(chǎn)物。所以，在發(fā)射機多的臺站上空，有許許多多無序頻譜能量，有的人稱之為背景噪聲。這些信號，與其它差轉(zhuǎn)接收機頻率相同的概率非常之大，引起空間電磁波秩序紊亂。

4 互調(diào)干擾防護措施

互調(diào)干擾的危害是顯而易見的，我們應(yīng)該想方設(shè)法的去使它的危害降到最低，下面就各種互調(diào)提出減小互調(diào)干擾應(yīng)采取的措施：

4.1 減小發(fā)射機互調(diào)干擾的措施

發(fā)射機信號受到干擾或其它發(fā)射信號的侵入，通過末級功放等非線性處理而

產(chǎn)生互調(diào)，通過天線發(fā)送出去成為互調(diào)干擾。因此，降低發(fā)射機互調(diào)干擾措施主要有：

1）改善發(fā)射機與天線饋線的匹配。

2）改善發(fā)射機末級功放的性能，提高其線性動態(tài)范圍。

3）在民航VHF通信中，甚高頻設(shè)備大多采用共用天線系統(tǒng)，各發(fā)射機與天線間可入單向隔離器或單向隔離器與腔體濾波器的組合器件。隔離器正向損耗非常小，大約0.4～0.6dB，反向?qū)π盘柕乃p卻很大，一般在20MHz帶寬內(nèi)，衰減達(dá)-25dB以上。因此，隔離器可以有效防止外界干擾信號進入發(fā)射機，起到抑制互調(diào)產(chǎn)物的作用。

4）在臺站規(guī)劃建設(shè)時，根據(jù)互調(diào)干擾產(chǎn)生的條件選用無三階互調(diào)工作頻率組。

4.2 減小接收機互調(diào)干擾的措施

在VHF地對空通信系統(tǒng)中，接收機互調(diào)有機載接收機互調(diào)和地面VHF地空通信臺站接收機互調(diào)兩種方式。為減少接收機的互調(diào)干擾，可以采取以下措施：

1）減小接收機射頻非線性來改善接收機互調(diào)指標(biāo)，采用具有接近于理想平方律特性的器件如結(jié)型場效應(yīng)管和雙柵場效應(yīng)管。

2）在收機輸入回路應(yīng)有良好的選擇性，如采用多級調(diào)諧回路，以減少進入高放的強干擾；接收機前端插入濾波器或雙濾波器，衰減掉干擾信號，改善互調(diào)性能。

3）在接收機的前端加人衰減器，以減小互調(diào)干擾。

4.3 減小外部效應(yīng)引起互調(diào)的措施

如果發(fā)信機的高頻濾波器、射頻避雷器及天線饋線等插接件接觸不良，或者發(fā)信機天線螺栓等金屬構(gòu)件有銹蝕，會存在非線性作用而出現(xiàn)的互調(diào)現(xiàn)象，這是由外部效應(yīng)引起的互調(diào)現(xiàn)象。只要采用適當(dāng)措施，如保證插接部位接觸良好，并用良好的涂料防止金屬構(gòu)件銹蝕，便可以避免。

4.4 關(guān)閉干擾源

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，周邊電磁環(huán)境也變得日益復(fù)雜，在無線電監(jiān)測中不時能聽到電臺干擾信號。采用監(jiān)聽和分析測向定位兩種手段找出干擾源，關(guān)閉非法電臺。

5 結(jié)論

民航甚高頻互調(diào)干擾在無線電通信中時有發(fā)生，互調(diào)干擾帶來的危害是嚴(yán)重的，但在了解了互調(diào)干擾形成的機理后，我們可以在做臺站規(guī)劃的時候合理分配各信道的頻率，設(shè)備安裝時采取各種適當(dāng)措施，最大程度的避免互調(diào)干擾的形成，減小互調(diào)干擾造成的影響，以保障航空飛行安全。

[1]鐘鋒.民航甚高頻電臺常見干擾分析[J].中國無線電管理.

[2]奚洋，夏洪山.甚高頻通信互調(diào)干擾分析及抗干擾措施[J].儀器儀表用戶.

[3]王天順.互調(diào)干擾研究[J].航空電子技術(shù).

[4]談華生.互調(diào)干擾的探究[J].中國無線電管理.

[5]賈軍峰.民航甚高頻通信互調(diào)干擾淺析[J].電子科學(xué).