王楊
(新疆空管局,新疆 烏魯木齊市 830000)
無線電干擾是指無線電通信過程中發(fā)生的,導(dǎo)致有用信號接收質(zhì)量下降、損害或者阻礙的狀態(tài)及事實。無線電干擾信號主要以直接耦合或者間接耦合方式,通過電磁能量的形式進入接收設(shè)備信道或者系統(tǒng),并對接收系統(tǒng)接收信號負面影響,或者致性能下降,或致信息誤差,嚴重的可至通信中斷。
無線電干擾一般分為同頻率干擾、鄰頻道干擾、帶外干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾等。其中,互調(diào)干擾是無線電通信中最嚴重的干擾之一。簡單地講,互調(diào)干擾是指當(dāng)兩個或多個干擾信號同時加到接收機時,由于非線性的作用,這兩個干擾的組合頻率有時會恰好等于或接近有用信號頻率而順利通過接收機,其中三階互調(diào)最嚴重?;フ{(diào)干擾的危害主要有以下幾個方面:一是對發(fā)射機造成危害。當(dāng)電路工作失諧,元件發(fā)熱嚴重,大大增加發(fā)信機的故障率,減少其壽命;二是降低有效功率。發(fā)射機的功率測量采用直通式功率計,有一定的帶寬。由于功率是頻譜能量的積分,所以,直通式功率計測出來的功率是有效主頻功率和無用的互調(diào)產(chǎn)物功率總和;三是畸變主頻F0的頻譜。當(dāng)主頻頻譜畸變后,信號經(jīng)解調(diào),數(shù)據(jù)相位發(fā)生嚴重的抖動產(chǎn)生誤碼,大大減少了系統(tǒng)覆蓋的范圍;四是干擾空間電波秩序?;フ{(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。
甚高頻 (Very high frequency,簡稱VHF),是指頻帶由30 MHz到 300 MHz的無線電電波。VHF多數(shù)是用作電臺及電視臺廣播,同時又是航空和航海的溝通頻道。VHF主要是作較短途的傳送,和高頻(HF)不同的是,電離層通常不會反射VHF的信號,而且甚高頻常常會受環(huán)境因素(如地形)影響其信號。隨著機場建設(shè)的日益增長,VHF通信的信道也在不斷增加,各信道之間的互調(diào)干擾也日顯突出,已成為影響我國航空VHF通信可靠性的重要因素。比如,對機場塔臺指揮頻率的干擾,可能造成飛機返航、航班嚴重積壓,影響了航班的安全起降等。
在航空VHF通信中,三階互調(diào)是主要的干擾。本文主要對發(fā)射機的互調(diào)干擾形成的機理分析。
三階互調(diào)是指當(dāng)兩個信號在一個線性系統(tǒng)中,由于非線性因素存在使一個信號的二次諧波與另一個信號的基波產(chǎn)生差拍(混頻)后所產(chǎn)生的寄生信號。比如F1的二次諧波是2F1,他與F2產(chǎn)生了寄生信號2F1-F2。由于一個信號是二次諧波(二階信號),另一個信號是基波信號(一階信號),他們倆合成為三階信號,其中2F1-F2被稱為三階互調(diào)信號,它是在調(diào)制過程中產(chǎn)生的。又因為是這兩個信號的相互調(diào)制而產(chǎn)生差拍信號,所以這個新產(chǎn)生的信號稱為三階互調(diào)失真信號。產(chǎn)生這個信號的過程稱為三階互調(diào)失真。由于F2,F(xiàn)1信號比較接近,也造成2F1-F2,2F2-F1會干擾到原來的基帶信號F1,F(xiàn)2。
既然會出現(xiàn)三階,當(dāng)然也有更高階的互調(diào),這些信號不也干擾原來的基帶信號么?其實因為產(chǎn)生的互調(diào)階數(shù)越高信號強度就越弱,所以三階互調(diào)是主要的干擾,考慮的比較多。不管是有源還是無源器件,如放大器、混頻器和濾波器等都會產(chǎn)生三次互調(diào)產(chǎn)物。這些互調(diào)產(chǎn)物會降低許多通信系統(tǒng)的性能。所表明的是確切含義是,一個線性系統(tǒng)所包含的非線性系數(shù)的大小。這個指標(biāo)對于大動態(tài)放大器是一個非常重要的技術(shù)指標(biāo)。測試這項指標(biāo)使用的測試儀器主要是頻譜分析儀。對于不同指標(biāo)要求的三階互調(diào)失真,需使用不同性能的頻譜分析儀,對三階互調(diào)失真要求越高,對頻譜分析儀的要求就越高。
互調(diào)干擾的危害是顯而易見的,減少互調(diào)干擾意義十分重大,方法也很多。下面,就主要從技術(shù)層面對減小互調(diào)干擾應(yīng)采取的措施進行探討。
發(fā)射機信號受到干擾或其它信號侵入而產(chǎn)生互調(diào),通過天線發(fā)送出去成為互調(diào)干擾。因此可采取以下措施:一是改善發(fā)射機與天線饋線的匹配;二是改善發(fā)射機末級功放的性能,提高其線性動態(tài)范圍;三是在民航VHF通信發(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,防止外界干擾信號進入發(fā)射機;四是根據(jù)互調(diào)干擾產(chǎn)生的條件,在臺站規(guī)劃時注意選用無三階互調(diào)工作頻率組。
在VHF地對空通信系統(tǒng)中,為減少接收機的互調(diào)干擾,可以采取以下措施:一是采用具有高性能的器件,減小接收機射頻非線性來改善接收機互調(diào)指標(biāo);二是采用多級調(diào)諧回路,以減少進入高放的強干擾;三是在接收機的前端加人衰減器,以減小互調(diào)干擾。
注意防止由外部效應(yīng)引起的互調(diào)現(xiàn)象。比如,當(dāng)發(fā)射機的高頻濾波器、射頻避雷器及天線饋線等插接件接觸不良,或者發(fā)射機天線螺栓銹蝕時,就會產(chǎn)生非線性作用的互調(diào)現(xiàn)象。只要加強注意,采取相應(yīng)的簡單的措施就可以避免外部這種現(xiàn)象的發(fā)生。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,周邊電磁環(huán)境也變得日益復(fù)雜,對影響航空頻率的非法干擾源,要爭取職能部門的支持,堅決予以關(guān)閉。
互調(diào)干擾帶來的危害是嚴重的,航空VHF互調(diào)互擾時有發(fā)生。
無線電干擾一直是困擾民航地空通信的一大難題。為保障航空飛行安全,一定要想方設(shè)法減小互調(diào)干擾造成的影響,是確保航空VHF系統(tǒng)的可靠運行的根本保證。
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