民航甚高頻通信互調干擾分析及其預防初探

陳炯坤

摘 要：無線通信技術的發展可能對我國民航甚高頻通信造成一定影響，針對互調干擾的產生類型進行分析，并制定一系列預防措施具有重要意義。文章首先對互調干擾的產生進行分析，然后對互調干擾的分類作出探究，最后聯系實際情況，對互調干擾的危害及其防護措施進行討論，希望對業內起到一定參考作用。

關鍵詞：民航；甚高頻通信；互調干擾；預防措施

中圖分類號：TN914 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）11-0109-02

Abstract： The development of wireless communication technology may have a certain impact on the civil aviation VHF communications in China. It is of great significance to analyze the types of intermodulation interference and to formulate a series of preventive measures. This paper first analyzes the occurrence of intermodulation interference， then probes into the classification of intermodulation interference， and finally discusses the harm of intermodulation interference and its protective measures， hoping to play a certain reference role in the industry.

Keywords： civil aviation； VHF communications； intermodulation interference； preventive measures

前言

民航事業的發展讓我國人民的出行變得更為便捷，在航空領域中，通信設備占有重要地位，會對飛機出行安全造成影響，無線電干擾類型可以分為五種，即信道干擾、阻塞干擾、通信道干擾、帶外干擾、互調干擾。其中互調干擾對通信的影響較為嚴重。

1 互調干擾的產生

在無線電通信工作中，會有無線電干擾出現，通過直接/間接耦合的方法，無線電會對系統電磁能量、設備信道造成影響，進而讓無線電性能受到影響，甚至可能會讓系統通信受到阻斷。設基頻為f1、f2，新干擾頻率為f3，系數為m與n，那么互調干擾頻率關系需要滿足公式（1）。

f3=mf1+nf2 （1）

結合公式（1），互調干擾主要指的是多線程發展到單線程，末級非線性通道會因此而產生信號互調情況，進而產生電磁干擾，接收機如果處于運行狀態，那么在多個強信號下可能會干擾系統的正常運行。互調干擾可能產生十分嚴重的后果，主要體現在三個方面，即：對通話質量造成影響、加大發射機電路負擔與電量負擔、導致零件發熱。隨著國民經濟的發展，飛機數量迅速增加，我國多地開始興建機場，與此同時，飛機通信設備的使用次數、投入數量也開始增加。現階段，在甚高頻臺站中通常會配有8個到16個甚高頻信道，一般情況下，共同系統會提供此類頻段。在單體電臺運轉過程當中，會有多種因素影響天線的架設。在甚高頻共用系統的運行過程中，系統運轉效率會受到濾波器性能、隔離器性能的影響，若是選擇通信頻率出現問題，那么就有可能產生互調干擾，如果發射機處于長時間的工作狀態下，那么其使用壽命與各類指標均會受到有影響[1]。

2 互調干擾的分類

在VHF地空通信當中，所產生的互調干擾主要可分為三種類型，即接收機的互調干擾、發射機的互調干擾和外部效應所導致的互調干擾。一個接收機如果接收處于互調關系的多個無線電信號，因為接收機混頻器、高頻放大器的非線性變換就會產生互調，形成干擾。甚高頻通信接收機前端具有十分復雜的電路，若是有不同干擾信號存在，那么就會有互調頻率在內部出現，進而讓頻帶內干擾問題出現。

而在發射機末端，因為功率放大器具有非線性特征，那么有用發射信號與侵入其中干擾信號就有可能相互調制，進而產生互調干擾。本機和發射機會受到RF共用期間耦合和其他信號信號的影響，在發射信號與功放電路影響下，會有新頻率組合出現，進而對接收信號的產生造成影響。

外部效應包含了天氣原因、外界非法電臺等，我國的民航航空頻段多處于118MHz到137MHz之間，廣播電臺的頻段多處于88MHz到107.9MHz之間，均為甚高頻頻段，其頻譜較為接近，如果電臺非法，或是沒有將隔離設施設置在民航系統與廣播電臺系統之中，就會形成互相干擾。在民航廣播發射機當中，包含多個放大器，其功率可以達到幾百瓦甚至上千瓦，若是民航頻段和產生輸出頻率接近，那么就會都對民航信號的接收造成不利影響[2]。

除此之外，因為天線接觸、饋線接頭以及各類異種金屬接觸不良等原因，可能會在強射頻電廠之中出現互調干擾現象，因為外部效應的影響，可能會有互調干擾形成，此類干擾成因十分負載，因為溫度的變化、濕度的變化，日間和夜晚，潮濕與干燥都會讓外部互調干擾出現差異。

3 互調干擾的危害及其防護措施

3.1 互調干擾的危害

3.1.1 對有效功率的影響

發射功率為頻譜能量積分，有效主頻f0功率與無用互調產物功率之和為功率計所測出的功率。結合實際情況，現假設功率計經過測量得出結果為120W，但是可能的實際主頻功率為90W，那么互調產物功率以及諧波分量功率就是30W，也就是說，互調產物功率的大小與發射機效率的高低是成反比的。

3.1.2 對發射機的影響

在調試好發信機之后，在輸出電路之中，其工作頻率f0應該處于最佳諧振點，在電路中，此時電流應為最小狀態。如若不然，電路工作就會出現失諧情況，元件就會嚴重發熱，進而可能讓發信機出現故障，對其使用壽命造成不利影響。

3.1.3 對空間電磁波秩序的影響

發射機發出射頻能量信號為互調產物，此信號會和其他發射機進行互調，進而讓另外一個互調產物得以出現。因此，如果發射機數量相對較多，那么臺站上空就會有很多的無序頻譜能量，部分人將此無序頻譜能量稱之為背景噪聲，此類信號可能會出現和其他差轉接收機頻率一致情況，進而對空間電磁波秩序造成影響[3]。

3.2 互調干擾防護措施

3.2.1 接收機互調干擾預防

在VHF對空通信系統中，接收機互調可以分為兩種方式：（1）地面VHF地空通信臺站接收機互調[4]；（2）接收機互調有機載接收機互調。為讓接收機互調干擾得以減少，可采取三種方法對其干擾進行預防：第一，確保接收機輸入回路選擇性良好，可以利用多級調諧回路，進而讓進入高放強干擾得意減少，同時，也可以將雙濾波器或者濾波器插入至接收機前端，進而讓干擾信號得到衰減，讓互調性能得到改善；第二，需要將接收機射頻非線性予以減少，進而讓接收機互調指標得到改善，可以利用雙柵場效應管、結型場效應管等和理想平方律特性較為接近的器件；第三，可以將衰減器加入到接收機前端，進而讓互調干擾得以減少[5]。

3.2.2 發射機互調干擾預防

在其他發射信號侵入，或者是發射機信號受到干擾時，利用末級功效等非線性處理會有互調產生，在利用天線發送出去后，會有互調干擾產生，針對此特性，可以將發射機互調干擾的預防措施歸納為三種類型：（1）對天線饋線與發射機的匹配進行改善；（2）對發射機末級攻防性能進行改善；（3）在規劃臺站的建設時，可以依照互調干擾出現的條件選擇利用無三階互調工作頻率組；（4）民航VHF通信的甚高頻設備多利用共線天線系統，因此，可以將單向隔離器或者是腔體濾波器與單向隔離器組合器件加入在各天線與發射機間。隔離器具有較小的正向損耗，結合實際情況，其大約為0.4dB到0.6dB之間，而反向會對信號造成很大程度的衰減，通常小于20MHz帶寬，而衰減通常大于-25dB。對此，我們可以判定隔離器能夠讓發射機受到外界干擾信號的影響大大減少，進而對互調干擾進行有效預防[6]。

3.2.3 外部效應互調干擾防護

如果發信機的金屬構件出現銹蝕情況，或者是和發信機射頻避雷器、高頻濾波器和天線饋線等插件、接件的接觸出現問題，那么就會因為這些外部效益而可能產生互調干擾，對此，需要針對外部效應容易產生的具體原因采取具有針對性的措施，如為預防因金屬構件銹蝕而產生的互調干擾情況，就需要利用良好涂料進行涂刷；如為預防因接觸問題產生的互調干擾，就需要在運行期間保證插件部位具有良好的接觸。相關人員需要對設備進行定期檢查，重點檢查對象為接觸點的有效性、零部件的完整性以及固定的牢靠性[7]。在飛行過程中，需要監控設備運行狀態，做到早發現、早解決。伴隨著國民經濟的持續發展，城市化進程的加快，現階段，周圍電磁環境復雜程度也在大幅提升，在無線電監測中，經常會聽到電臺的干擾信號。為預防此類干擾信號所造成的影響，需要利用監聽手段與分析側向定位手段來尋找干擾源，讓此類非法電臺關閉[8]。

4 結束語

綜上所述，互調干擾的產生可能會對有效功率、發射機和空間電磁波秩序造成影響，通過減少接收機射頻非線性、在接收機前端加入衰減器、改善天線饋線與發射機的匹配、涂刷良好涂料、定期檢查外部件、監聽關閉非法電臺等方法可以預防民航甚高頻通信互調干擾。

參考文獻：

[1]田苗苗.民航甚高頻通信互調干擾分析及其預防[J].中國新通信，2017，19（14）：81.

[2]陳鍇倩.民航甚高頻通信中互調干擾的對策分析[J].信息通信，2017（03）：217-218.

[3]陸旭.民航甚高頻通信互調干擾分析及其預防分析[J].中國新通信，2016，18（21）：19.

[4]尼瑪次仁.民航甚高頻通信電臺干擾及預防分析[J].通訊世界，2016（22）：9-10.

[5]李賀.民航甚高頻通信互調干擾分析及抑制措施[J].通訊世界，2016（20）：20-21.

[6]金毅剛.提高民航甚高頻通信系統可靠性的研究[J].通訊世界，2016（18）：67-68.

[7]王偉.民航甚高頻通信互調干擾分析及其預防分析[J].數字技術與應用，2015（05）：55.

[8]潘煒韜.甚高頻OTE設備間板卡替換應用研究[D].華東理工大學，2015.