互調干擾的識別和應對措施

朱亞磊云南省無線電監測中心，云南昆明　650000

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互調干擾的識別和應對措施

朱亞磊
云南省無線電監測中心，云南昆明650000

摘要目前，隨著無線臺站的不斷增加，電磁環境日趨復雜，這對無線電監管部門在日常監測、考試保障、處理突發事件等方面提出了更高要求，需在較短時間內對非法信號做出判斷，本文運用實例，就互調信號的產生、識別和應對措施進行分析，以求對信號排查有所幫助。

關鍵詞互調信號；產生；識別；應對措施

目前，日趨復雜的電磁環境給無線電頻譜監測和管理帶來了新的挑戰，特別是近年來針對民航、鐵路等重要行業對無線電干擾投訴的持續不斷，其中一部分是由于互調信號引起的干擾。如何識別互調干擾信號成為監測人員需要解決的技術問題，只有正確的對信號做出判斷和識別，才能采取有效措施，消除干擾。本文對互調干擾信號進行淺析，以期能應用于我們的日常無線電監測工作。

1　互調干擾的分類及危害

互調干擾是由2個或2個以上的頻譜分量在傳輸信道中的非線性器件上相互作用而產生的無用頻率分量引起的，可以分為發射機互調和接收機互調。

互調干擾不僅影響信號質量，有時會引起信號的嚴重失真，特別是近幾年來無線電干擾投訴主要是集中在民用航空頻段108MHz～137MHz，嚴重威脅到人民的生命財產安全。因此，對無線電監管部門來說，需要準確和快速的對互調干擾做出判斷并及時消除，才能最大程度的減小損失以保障航空飛行安全。可見，互調干擾的危害不容小視。

2　互調干擾的產生

一般而言，多個頻率不同的信號通過任何一個非線性電路都會產生許多不同的頻率組合，因此，系統的非線性是產生互調干擾的原因。一般非線性器件的輸出電流i和輸入電壓u有以下關系：

i = a0+ a1u + a2u2+ a3u3+……（公式1）

其中，a0為靜止輸出電流，ak（k=1，2，3……）為非線性器件的系數，一般有a1〉a2〉a3……，u為輸入信號，假設有兩個信號同時輸入非線性器件：u=Acosωat+Bcosωbt

公式1可表示為：∑an（Acosωat+ Bcosωbt）nn=2，3，4……（公式2）

將公式2展開，可以得到其中所含的頻率分量，可以發現：

1）在二階（n=2）中，會出現ωa+ωb，ωa-ωb兩種頻率組合，由于接收機的選擇性，這兩種頻率的干擾信號受到抑制，從而使ωa+ωb，ωa-ωb遠離調諧頻率，不易形成干擾。同理，四階（n=4），六階（n=6）具有類似性質。

2）在三階（n=3）中，公式2展開為：

3/4*A2B［cos（2ωa+ωb）+ cos（2ωa-ωb）］+

3/4*AB2［cos（ωa+2ωb）+ cos（ωa-2ωb）］+……（公式3）

由公式3可看出會出現2ωa-ωb，2ωb-ωa，2ωa+ωb，2ωb+ωa等頻率組合，其中后兩項的性質類似于二階互調。而前兩項與ωa、ωb比較接近，很容易形成干擾。同理，五階（n=5），七階（n=7）具有類似性質。只是由于高階互調的強度一般都低于低階互調的強度，所以一般常考慮三階互調干擾。

3　互調干擾案例

在日常的監測工作中，廣播和開路電視是監測的重點頻段。經過對重點頻段的掃描和監聽，發現在70.75MHz頻率處有嘈雜的語音信號，經過核查，不是合法臺站。仔細辨認后為83.75MHz CCTV-1電視伴音與噪音的混雜。用接收機ESMB對信號進行分析，測出電平值為45.3dBμV，采用ESMB測出的頻譜如圖1所示。

圖1

經過分析，可以初步估計這個信號是由CCTV-1電視伴音83.75MHz，云南人民廣播電臺（生活之聲）88.7MHz與云南人民廣播電臺（娛樂調頻）101.7MHz三個信號頻率互調形成，即三階二型互調：83.75+88.7-101.7=70.75MHz，剛好為監測接收機ESMB監聽到的信號頻率。為了判別此信號是廣播發射機的發射互調還是監測接收機的接收互調，又采用AgilentXMA N9020A頻譜分析儀對70.75MHz進行分析，卻未發現該頻率。因此可以分析：如果互調是在發射機處產生的，一定可以在自由空間中測出70.75MHz頻率成份，但采用頻譜儀沒有測出相應頻率，因此可以得出是由于監測接收機前端電路的選擇性不是很理想，導致廣播信號和開路電視伴音信號經過接收機的輸入端，由于器件的非線性作用，因此而產生了此接收互調信號。

4　互調干擾信號的識別

1）發射機互調信號是在發射端產生，為空中真實存在的信號，在自由空間中利用固定站接收機、頻譜分析儀等監測設備能監測到信號。而接收機互調信號是虛假信號，是由于接收機內部的非線性引起。因此如某一接收設備能監測到互調信號，而改用其他接收設備監測不到該互調信號，則大致可以判斷是某一接收機的互調產物，而非發射機的互調信號。

2）識別接收機互調可以采用在接收機輸入端插入一個已知衰減量的衰減器，通過觀察信號幅度變化來進行判斷。如果在輸出端監測到的信號幅度按所加衰減器的衰減量減少，那么這個信號是“真實”的。如信號幅度減少值是衰減量的倍數，則該信號為虛假信號，是外界信號在接收機工作在非線性區時產生的互調信號，是幾倍就是幾階互調失真。

3）由于互調信號是各頻率分量的組合，因此各頻率分量信號必須同時工作才會產生互調干擾信號。根據互調信號的這個特點，在干擾出現的時候，首先判斷信號是否構成互調關系，然后根據各頻率是否同時出現來縮小干擾查找范圍，必要時還可以關閉某一發射源，以進一步排查干擾源。

4）互調信號是由2個或2個以上的頻率相互調制形成的，因此，在對干擾信號進行解調時，音頻信號聽起來會是多種聲音的混雜，如果是單一清晰的聲音，則可以大致判斷不是由于互調引起的干擾。

5　應對互調干擾的措施

1）熟練掌握互調公式是一個尋求互調產物和干擾信號對應關系的好方法，因此，無線電監測站技術人員要及時掌握臺站的設置情況，并熟練應用基礎計算公式，以便能在相對較短的時間內對信號做出判斷。

2）各頻率信號須有足夠的強度，才能形成互調干擾。因此在排查互調干擾的時候可以設置合適的門限電平，將低于門限電平的信號排除在外，以縮小查找范圍，節省排查時間。管理部門在審批大功率臺站時，需做好周圍的電磁環境測試，盡量加大兩個大功率臺站發射天線間的空間隔離，防止產生發射機互調信號，維護空中良好的電波秩序。

3）對于接收機互調可在輸入端插入衰減器，因為互調產物的電平與輸入信號電平有關，衰減器對n階互調產物的衰減量是有用信號衰減量的n倍，降低輸入信號的電平可以急劇減小互調信號電平值。

6　結論

本文結合無線電監測工作實際，對互調信號進行分析。互調干擾一直是頻譜管理中需要面對的一個棘手的問題，在今后的工作中，還需進行總結，不斷提高監測技術人員對互調干擾信號的識別和查找的能力。

參考文獻

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中圖分類號TN99

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）165-0126-02

作者簡介：朱亞磊，云南省無線電監測中心。