甚高頻通信干擾論文

時間:2022-03-30 05:17:00

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甚高頻通信干擾論文

一、概述

無線電干擾是指在無線電通信過程中發(fā)生的,由一種或多種發(fā)射、輻射、感應(yīng)或組合所產(chǎn)生的無用能量,它對無線電通信系統(tǒng)的接收產(chǎn)生影響或?qū)o線電通信所需接收信號的接收產(chǎn)生影響,通過直接耦合或間接耦合方式進(jìn)入接收設(shè)備信道或系統(tǒng)的電磁能量,它可以導(dǎo)致無線電通信性能下降,質(zhì)量惡化,甚至?xí)钄嗤ㄐ拧?/p>

無線電干擾通常分為互調(diào)干擾、同信道干擾、鄰道干擾、帶外干擾、雜散輻射干擾、阻塞干擾和來自非無線電設(shè)備的干擾這七大類,其中,互調(diào)干擾是無線電通信中最嚴(yán)重的干擾之一?;フ{(diào)干擾是指當(dāng)兩個或兩個以上的頻率信號同時輸入收、發(fā)信機時,由于電路的非線性而產(chǎn)生第三個頻率F0,當(dāng)F0恰好落入某個電臺的工作頻段中,則該臺將受到干擾?;フ{(diào)干擾不僅影響通話質(zhì)量,嚴(yán)重的時候會造成信號嚴(yán)重失真,致使空中交通管制人員與飛行人員通話困難甚至聯(lián)絡(luò)不上,嚴(yán)重干擾民航地空指揮通信系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn),直接影響到飛行安全?;フ{(diào)干擾還會造成設(shè)備的損壞,當(dāng)發(fā)射機調(diào)試好以后,它的工作頻率是處在輸出電路的最佳諧振點上,這時候電路電流最小,但是互調(diào)干擾信號使工作電路失諧,電流增大,元器件發(fā)熱嚴(yán)重,大大增加發(fā)射機的故障,影響飛行安全。

二、互調(diào)干擾形成的機理

我們知道任何一個線性系統(tǒng)都存在非線性系數(shù)。三階互調(diào)是指當(dāng)兩個信號或多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F1,F(xiàn)2信號一般比較接近,也造成2F1-F2,2F2-F1與原來的基帶信號F1、F2比較接近,這樣會干擾到原來的基帶信號F1,F(xiàn)2。這就是三階互調(diào)干擾。當(dāng)情況比較復(fù)雜如有三個信號在一個線性系統(tǒng)中,如F1、F2、F3,他們除了產(chǎn)生上述說說的三階互調(diào)外,還將產(chǎn)生三階互調(diào)F1+F2-F3、F1+F3-F2、F2+F3-F1。當(dāng)然,在這個過程中也會出現(xiàn)更高階的互調(diào),比如五階互調(diào)、七階互調(diào),但是由于高階互調(diào)信號強度較弱,造成的干擾較輕微,因此我們就一般不考慮更高階的互調(diào)干擾,而認(rèn)為三階互調(diào)是最主要的干擾。

三、互調(diào)干擾的分類

互調(diào)干擾來源于電路的非線性,根據(jù)產(chǎn)生的位置不同,我們大致可分為以下三種:

(一)發(fā)射機互調(diào)干擾

由于其他信道的發(fā)射信號或RF共用器件耦合到發(fā)射機末級與本機,發(fā)射信號在功放電路中相互調(diào)制而產(chǎn)生新的頻率組合,隨同有用信號一起發(fā)射出去,對接收機形成干擾。這類干擾稱為發(fā)射機互調(diào)干擾。

(二)接收機互調(diào)干擾

在接收機的前端電路中,同時兩個偏離接收頻率的干擾信號同時侵入接收機時,由于高頻放大器和變頻器的非線性,使其調(diào)制而產(chǎn)生互調(diào)頻率,互調(diào)頻率落入接收機頻帶內(nèi)造成的干擾稱為接收機互調(diào)干擾。

(三)外部效應(yīng)引起的互調(diào)干擾

在發(fā)射機發(fā)射端傳輸電路中,由于天線、饋線接頭以及其他接點接觸不良,或者是異種金屬的接觸部分所引起非線性的原因,在強射頻電場中起檢波作用,從而產(chǎn)生互調(diào)干擾。這類干擾稱為外部效應(yīng)互調(diào)干擾。這類互調(diào)干擾的特性比較復(fù)雜,它是隨天氣和氣候變化而變化,白天也黑夜、干燥和潮濕、甚至上午與下午的干擾程度都不盡相同。

四、民航甚高頻受廣播電臺互調(diào)干擾分析

目前民航航空頻段為118MHZ-137MHZ,商業(yè)廣播調(diào)頻電臺頻段為88MHZ-107.9MHZ,兩者均為甚高頻頻段,傳輸特性一致,由于兩者頻譜接近,如果兩個系統(tǒng)之間沒有充分的隔離措施,互相影響很大。廣播發(fā)射機的發(fā)射功率一般都在成百上千瓦,它由多個放大器組成,由于放大器的放大特性不是理想的線性,其輸出含有非線性成分。當(dāng)放大器輸入有不同的工作頻率時,在輸出中含有互調(diào)產(chǎn)物,如果互調(diào)產(chǎn)物的頻率剛好落在民航航空頻段,則將嚴(yán)重影響民航接收機的正常工作。下面我們舉例說明情況的嚴(yán)重性。假設(shè)某個調(diào)頻廣播電臺有三個工作頻率89.5MHZ、100.7MHZ、10

6.2MHZ,則該臺可能產(chǎn)生的三階互調(diào)頻率為78.3MHZ、72.8MHZ、111.9MHZ、

95.2MHZ、122.9MHZ、111.7MHZ、84MHZ、95MHZ、117.4MHZ,可以看出有一個三階互調(diào)落入民航航空頻段118MHZ-137MHZ中。如果民航地空通信系統(tǒng)與該調(diào)頻廣播臺站之間沒有足夠的保護(hù)距離,那么在122.9MHZ附近這幾個民航通信信道將受到干擾。

五、減少互調(diào)干擾的措施

互調(diào)干擾的產(chǎn)生需要具備三個條件,第一要有非線性電路;第二干擾信號能夠進(jìn)入非線性電路;第三互調(diào)分量的頻率要等于接收機的工作頻率。以上三個條件只要一個不能滿足就不會產(chǎn)生互調(diào)干擾,因此我們采取措施的方法要從上述三個方面考慮。

(一)對于減少發(fā)射機互調(diào)干擾采取的措施

1.各發(fā)射機分用天線時,要增大天線間的水平,垂直隔離距離,避免饋線互相靠行敷設(shè);2.在發(fā)射機的輸出端接入高Q帶通濾波器,增大頻率間隔;3.改善發(fā)射機末級功放的性能,提高起線性動態(tài)范圍;4.在共用天線系統(tǒng)中,各發(fā)射機與天線間插入單向隔離器或高Q諧振腔。

(二)對于減少接收機互調(diào)干擾采取的措施

1.接收機前端加入衰減器,降低干擾信號電平;2.接收機輸入回路應(yīng)有良好的選擇性,如采用多級調(diào)諧回路,以減少進(jìn)入高效的強干擾;3.高放和混頻器宜采用具有平方律特性的器件,如結(jié)型場效應(yīng)管。

(三)對于減少外部效應(yīng)引起的互調(diào)干擾

1.改良金屬件的接觸情況;2.采取防銹處理;3.設(shè)備間有良好的環(huán)境。

六、結(jié)束語

民航甚高頻頻段受商業(yè)調(diào)頻廣播電臺互調(diào)干擾帶來的危害是十分嚴(yán)重的,但在了解了互調(diào)干擾形成的機理后,我們可以在設(shè)備投產(chǎn)前合理分配各設(shè)備的頻率,設(shè)備投產(chǎn)后采取各種適當(dāng)措施,最大程度的避免互調(diào)干擾的形成,以保障航空飛行安全。