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        航空通信常見調(diào)頻廣播干擾原因及對策

        2019-05-21 04:54:04王巖
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年8期

        王巖

        摘 要:該文簡單闡述了在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的廣播電視發(fā)射臺調(diào)頻廣播對航空通信造成的干擾情況,對3種調(diào)頻廣播干擾航空通信的主要原因進(jìn)行了分析,并提出相應(yīng)的解決措施,以供相關(guān)人士借鑒與參考,希望相關(guān)問題可以得到有效解決。

        關(guān)鍵詞:調(diào)頻廣播;航空通信;干擾

        中圖分類號:TN934.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        0 前言

        近幾年來,我國中央廣播電視節(jié)目農(nóng)村無線覆蓋的建設(shè)范圍與規(guī)模在不斷擴(kuò)大,廣播電視行業(yè)得到迅速發(fā)展,調(diào)頻發(fā)射機(jī)的數(shù)量也在持續(xù)增加。我國各地的廣播電視部門通過不懈努力,不斷增強(qiáng)廣播電視無線業(yè)務(wù)水平,從而為廣大人民的精神文化生活提供幫助與服務(wù)。調(diào)頻廣播業(yè)務(wù)頻段與航空通信導(dǎo)航業(yè)務(wù)頻段二者相鄰,調(diào)頻發(fā)射機(jī)在運(yùn)行過程中的功率很大,還會產(chǎn)生較多互調(diào)雜散產(chǎn)物,調(diào)頻廣播很容易對航空導(dǎo)航業(yè)務(wù)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。調(diào)頻廣播對航空通信導(dǎo)航產(chǎn)生的干擾情況經(jīng)常發(fā)生,該文將會對其進(jìn)行探討與分析,以期為同行提供借鑒與幫助。

        1 廣播電視發(fā)射臺共址同塔原因與解決措施

        近幾年來,我國的廣播電視行業(yè)獲得了迅猛發(fā)展,經(jīng)常會在相同的發(fā)射臺中運(yùn)行頻率不同的無線發(fā)射設(shè)備,廣播電視頻段的頻譜占用范圍也日益廣泛。目前大部分廣播電視臺都會采用共址共塔、共用天線等相關(guān)技術(shù),這樣就會大幅增加有害電磁產(chǎn)生的干擾。

        在對一個(gè)廣播電視臺發(fā)射調(diào)頻廣播開展調(diào)查的過程中,發(fā)現(xiàn)發(fā)射臺播出的廣播電視節(jié)目數(shù)量為7套,并對這個(gè)廣播電視臺的發(fā)射調(diào)頻進(jìn)行了檢測。首先,將發(fā)射臺的發(fā)射機(jī)全部關(guān)閉,單獨(dú)測試其中的每一部發(fā)射機(jī),從測試結(jié)果可以看出,發(fā)射臺中的全部發(fā)射機(jī)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求。之后對航空通信頻段進(jìn)行了測試,并沒有在航空通信頻段中發(fā)現(xiàn)干擾信號。

        但是,在開啟了發(fā)射臺中的全部發(fā)射機(jī)后,在航空通信頻段中發(fā)現(xiàn)了明顯的信號干擾。從當(dāng)時(shí)的航空信號頻譜圖可以看出,發(fā)射系統(tǒng)生成的干擾信號已經(jīng)對航空通信的正常運(yùn)行產(chǎn)生了嚴(yán)重地干擾。從測試結(jié)果可以看出,發(fā)射臺中的每一部發(fā)射機(jī)設(shè)備在獨(dú)立工作的過程中,并沒有對航空的通信頻段產(chǎn)生干擾,但發(fā)射臺中全部設(shè)備同時(shí)運(yùn)行時(shí),就會對航空通信頻段產(chǎn)生干擾。由此可以看出,干擾信號與發(fā)射臺的整體發(fā)射系統(tǒng)存在關(guān)系。在對發(fā)射臺與整體發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查之后發(fā)現(xiàn),造成干擾信號出現(xiàn)的主要原因是在發(fā)射臺安裝天線的過程中,沒有嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定與要求。此發(fā)射臺發(fā)射鐵塔高度為50 m,共有6副米波、分米波天線懸掛在鐵塔上,但這些天線呈現(xiàn)出十分雜亂的形態(tài)。造成該問題的主要原因是發(fā)射臺在安裝發(fā)射天線的過程中,沒有進(jìn)行合理的統(tǒng)籌與規(guī)劃,在安裝第一個(gè)天線并占據(jù)了較好的位置之后,安裝其他發(fā)射天線時(shí),只能隨便找一個(gè)位置架設(shè)天線,最終造成發(fā)射鐵塔上發(fā)射天線的安裝位置十分混亂。將該發(fā)射臺中的全部發(fā)射機(jī)開啟之后,由于天線安裝位置混亂,對航空通信頻段造成了嚴(yán)重的干擾。

        在分析了造成干擾的主要原因之后,將該發(fā)射臺發(fā)射鐵塔上天線的位置進(jìn)行了調(diào)整并理順。在完成一系列的工作之后,該發(fā)射臺對航空通信頻段產(chǎn)生的干擾問題也得到了明顯的改善。從該案例可以看出,將天饋線懸掛在發(fā)射鐵塔上之前,先要進(jìn)行周全、合理、科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃,在懸掛天饋線的過程中,要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,只有這樣,調(diào)頻廣播才不會對航空通信造成干擾。

        2 三階互調(diào)干擾原因與解決措施

        當(dāng)不同頻率信號的數(shù)量超過2個(gè),且同時(shí)作用在一個(gè)非線性電路時(shí),會發(fā)生互相調(diào)制的現(xiàn)象,從而轉(zhuǎn)換為全新的頻率信號,如果該頻率信號正好落在接收機(jī)的工作信道帶寬范圍內(nèi),該接收機(jī)就會受到嚴(yán)重的干擾,我們將這種情況稱為互調(diào)干擾。

        造成互調(diào)干擾的因素有很多,隨著我國現(xiàn)代通信技術(shù)水平快速提升,多種頻率的載波信號都會經(jīng)過有源器件、無源器件進(jìn)行處理,這樣就會出現(xiàn)互調(diào)失真問題。其中無源器件(主要包括天線、電纜等)由于在進(jìn)行機(jī)械連接的過程中會出現(xiàn)器件連接不良、使用的材料磁滯性較強(qiáng),接觸面存在污損等問題,利用不同材料對不同頻率信號進(jìn)行連接時(shí),其連接的位置很容易發(fā)生非線性混頻問題,就會生成幅度不同的互調(diào)產(chǎn)物。與此同時(shí),這些互調(diào)失真信號也會表現(xiàn)出通信頻帶中干擾信號的特征,進(jìn)而使系統(tǒng)的信噪比大幅下降,對通信系統(tǒng)的信號質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響與危害。

        發(fā)射臺中的多部發(fā)射機(jī)在同時(shí)運(yùn)行的過程中,很容易出現(xiàn)多階互調(diào)問題,調(diào)頻廣播生成的互調(diào)干擾信號在對航空通信造成嚴(yán)重干擾的同時(shí),也會使調(diào)頻發(fā)射機(jī)受到很大損傷?;フ{(diào)干擾信號會使背景噪聲大幅增加,使調(diào)頻廣播的質(zhì)量降低,還會使調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)在正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)失諧問題,使調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重故障,減少其使用時(shí)間。

        航空通信頻段受到的調(diào)頻廣播干擾,大部分都來自互調(diào)干擾,在互調(diào)干擾中又以三階互調(diào)為主。造成三階互調(diào)干擾航空通信頻段的情況必須要滿足以下條件才能出現(xiàn):第一,要滿足2個(gè)信號出現(xiàn)的互調(diào),即2f1-f2=f或2f2-f1=f;還要滿足3個(gè)信號產(chǎn)生的互調(diào),即f1+f2-f3=f,同時(shí)f需要落在航空頻段范圍內(nèi)。第二,互調(diào)干擾信號的功率強(qiáng)到一定程度。第三,形成互調(diào)干擾的發(fā)射機(jī)同時(shí)處于工作狀態(tài)。

        三階互調(diào)2f1-f2=f或2f2-f1=f,公式的含義為當(dāng)2個(gè)發(fā)射天線逐漸靠近之后,發(fā)射設(shè)備自身不存在任何問題,2部發(fā)射機(jī)之間一般都會利用天線系統(tǒng)中具備的耦合特性,進(jìn)入其他發(fā)射機(jī)末級的放大器與傳輸系統(tǒng)中,這樣就會造成互調(diào)現(xiàn)象出現(xiàn)。

        廣播電視發(fā)射臺在進(jìn)行指標(biāo)檢測的過程中,同時(shí)運(yùn)行了3部調(diào)頻發(fā)射設(shè)備。之后利用公式2f1-f2=f對2個(gè)三階互調(diào)信號進(jìn)行計(jì)算,發(fā)現(xiàn)其信號正好落在航空通信頻段范圍內(nèi)。經(jīng)過實(shí)際測試,結(jié)果與計(jì)算結(jié)果完全一致。

        上述情況充分滿足了發(fā)生三階互調(diào)的主要條件,因此航空通信會受到來自調(diào)頻廣播三階互調(diào)信號的干擾。為了有效解決該問題,需要提升發(fā)射機(jī)的帶外抑制比,盡可能地減少2f1幅度,若2f1接近零,就不會生成三階互調(diào)信號,從而有效解決三階互調(diào)干擾的問題。

        調(diào)頻發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)為功率大、帶寬寬,因此為了將互調(diào)信號等相關(guān)問題,減少互調(diào)信號的產(chǎn)生,可以利用調(diào)頻同步廣播技術(shù),充分利用調(diào)頻頻率資源。目前頻譜資源日益緊張,采用調(diào)頻同步廣播技術(shù)不僅可以大幅提升高頻譜的利用效率,還可以減少互調(diào)、雜散輻射等多方面的干擾。

        文中f1,f2,f3分別表示3個(gè)信號頻率。

        3 殘波輻射原因與解決措施

        廣播電視無線覆蓋面積越來越廣泛,大量的大中功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)廣播電視發(fā)射臺中,在使用這種調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)時(shí),難免會出現(xiàn)發(fā)射設(shè)備質(zhì)量差等問題。

        在對廣播電視發(fā)射臺調(diào)頻廣播干擾航空通信進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),一部調(diào)頻發(fā)射機(jī)的帶外抑制很差,雜散輻射嚴(yán)重超出我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值。由于該發(fā)射臺發(fā)射的廣播頻率與航空通信頻段十分接近,且發(fā)射機(jī)的殘波輻射嚴(yán)重超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍,從而使航空通信頻段受到了較強(qiáng)干擾。造成該問題的原因是發(fā)射機(jī)的元器件質(zhì)量較差,在使用過程中激勵器、濾波器出現(xiàn)了問題。之后要求生產(chǎn)企業(yè)對發(fā)射機(jī)進(jìn)行維修,確保其相關(guān)指標(biāo)與設(shè)計(jì)參數(shù)相符后,徹底解決了干擾航空通信頻段的問題。

        4 結(jié)語

        調(diào)頻廣播對航空通信產(chǎn)生干擾,會對航空安全造成嚴(yán)重的威脅。因此要認(rèn)真分析造成干擾的主要原因,才能有效解決問題,從而避免其對航空通信造成干擾。

        參考文獻(xiàn)

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