調頻廣播互調信號對軍隊航空通信頻段的干擾分析

牛 侃，董 旭，吳天昊

（1.31007部隊，北京 100079；2.戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學，鄭州 450001）

1 引言

隨著國家經(jīng)濟發(fā)展，民用廣播行業(yè)日益蓬勃，節(jié)日數(shù)量和覆蓋范圍不斷增加，發(fā)射頻點、發(fā)射功率日趨增多、增大，導致調頻廣播發(fā)射產(chǎn)生更多的互調產(chǎn)物。由于航空頻段距離調頻廣播所用頻段較近，容易受到廣播信號互調產(chǎn)物的干擾，影響正常航空通信等業(yè)務，特別是此類互調干擾同樣也威脅到我軍用頻安全。因此，對于軍隊頻管部門來說，需要一種行之有效的互調干擾應對方法來確保軍用航空頻率安全。

2 互調干擾概念及分類

互調干擾是指當兩個或兩個以上的頻率信號同時進入傳輸信道，由于非線性電路的作用，產(chǎn)生很多諧波和一些頻率組合分量，與監(jiān)測目標相近的頻率組合分量可以順利通過接收機，從而造成干擾影響。根據(jù)互調干擾產(chǎn)生的位置不同，可分為以下三類：

（1）發(fā)射機互調干擾。天線侵入的其它信號與發(fā)射信號因發(fā)射機末端功率放大器工作的非線性而相互調制，產(chǎn)生新的信號，并與發(fā)射信號一起發(fā)射出去，對接收機造成干擾。一般情況下，兩個或兩個以上的發(fā)射天線如果距離相近，水平、垂直極化隔離度達不到要求，而發(fā)射功率又很大時，較容易形成互調干擾。

該互調明顯特征是互調產(chǎn)生的信號在空中真實存在，在接收機前端加衰減器，接收到的信號振幅會根據(jù)衰減量降低，而且用不同接收機監(jiān)測，該互調信號均存在。一般通過加大天線之間的隔離度，防止產(chǎn)生互調干擾。

（2）接收機互調干擾。兩個以上的信號同時進入接收機，由于高頻放大器、混頻器等前端電路的非線性作用而相互調制，產(chǎn)生干擾信號。

該互調的區(qū)域性明顯、隨機性較大，是虛假信號。在接收機前端加衰減器，輸出端監(jiān)測到的信號振幅降低值是衰減量的倍數(shù)，降低幾倍就是接收機幾階互調失真，實際監(jiān)測中信號基本消失，而且用其它接收機監(jiān)測不到該信號。

（3）外部效應產(chǎn)生的互調干擾。天線、發(fā)射機內部電路存在饋線的接頭或其他接觸點，如果接觸不良或者金屬器件生銹、腐蝕，會產(chǎn)生非線性作用，當此類設備被用于強射頻電場中進行檢波時，會因非線性而產(chǎn)生互調干擾。

該互調比較復雜，受天氣及氣候變化影響較大，一般經(jīng)過改良器件之間的接觸，采取防銹手段來避免干擾發(fā)生。

3 互調干擾產(chǎn)生原因

由互調干擾定義可知，非線性電路是產(chǎn)生互調干擾的根本原因。一般而言，非線性電路的輸出電流i和輸入電壓u的關系是：

式中，a0為靜止輸出電流；an（n=1，2，3…）為非線性電路的系數(shù)，在非線性的高次諧波項中，隨著n的增大，系數(shù)an變小，即an＞an+1；u為輸入電壓，假設兩個信號同時進入非線性電路，即：u=Acosωat+Bcosωbt。

式（1）可表示為：

將式（2）展開可得：在二階（n=2）中，會出現(xiàn)遠離ωa、ωb的兩種頻率組合ωa+ωb，ωa-ωb，由于接收機的選擇性，這兩種頻率組合受到抑制，不易形成干擾。同理可得，四階（n=4）、六階（n=6）具有相同結論；在三階（n=3）中，會出現(xiàn)與ωa、ωb相近的頻率組合2ωa-ωb，2ωb-ωa，易形成干擾。同理可得，五階（n=5）、七階（n=7）具有相同結論。

4 三階互調干擾

由于非線性系統(tǒng)an隨著n增大反而越小，所以高階互調產(chǎn)生的強度低于低階互調的強度，并且三階互調干擾與基波信號相距最近，通常干擾危害最大，所以重點研究三階互調干擾。

（1）二型三階互調干擾。二型三階互調是指兩個信號f1、f2同時進入到接收機，由于非線性電路作用，其中一個信號的二次諧波2f1（二階信號）與另一個信號的基波f2（一階信號）混頻后產(chǎn)生的寄生信號f（三階信號），即f=2f1-f2。同時互調信號f對原來基帶信號f1、f2會形成干擾，稱之為二型三階互調干擾。

（2）三型三階互調干擾。二型三階互調是指三個信號f1、f2、f3同時進入到接收機，由于非線性電路作用，其中兩個信號的基波f1、f2（兩個一階信號）與另一個信號的基波f3（一階信號）混頻后產(chǎn)生的寄生信號f（三階信號），即f=f1+f2-f3。同時互調信號f對接收頻率和原來基帶信號f1、f2、f3會形成干擾，稱之為三型三階互調干擾。

5 互調干擾處置方法

互調干擾不僅影響信號質量，而且會造成信號失真。雖然不同行業(yè)間頻率已有相關規(guī)劃，但是航空頻段距離調頻廣播頻段較近，易受到互調干擾，已威脅到我軍航空通信的用頻安全。因此，對于軍隊頻管部門來說，需要準確、快速地判斷、消除此類互調干擾，才能最大程度地保障我軍用頻安全。

一是熟練掌握互調計算公式。計算公式是尋求互調產(chǎn)物和受擾信號對應關系的基本方法，尤其是外出作業(yè)時，在不具備軟件計算的條件下，監(jiān)測人員要熟練應用互調計算公式，以便能在相對較短時間內對干擾信號做出判斷。

二是排查信號強度、出現(xiàn)時間。由于各頻率信號必須同時出現(xiàn)，并且信號強度足夠大，才會產(chǎn)生互調干擾。在干擾出現(xiàn)時，設置合適的門限電平，排除低于門限的信號，再根據(jù)各頻率分量是否同時出現(xiàn)，以縮小干擾查找范圍，減少排查時間。

三是解調監(jiān)聽聲音。互調信號是由2個以上的頻率調制形成，解調監(jiān)聽干擾信號時，音頻是由多個聲音混合組成，聽起來不清晰。當干擾信號解調出清晰、單一的聲音時，可排除該信號是由互調而產(chǎn)生的干擾。

四是確定互調干擾類型。調整接收機內部衰減量，如果互調信號振幅成倍減小，以至基本消失，則判斷是接收機互調，可通過在接收機前端安裝單相器、濾波器或衰減器等設備來消除干擾影響。否則，一般為發(fā)射機互調，需采取進一步手段排查。

五是啟動軍地聯(lián)合管理機制。軍地無線電管理部門之間已有一套成熟的用頻秩序管理機制，一旦確定干擾源為調頻廣播發(fā)射機互調類型，立即上報有關部門，通過軍地聯(lián)合執(zhí)法快速、準確消除干擾影響，保障我軍航空頻段用頻安全。