调频广播对航空通信的干扰及处理方案探讨

调频广播对航空通信的干扰及处理方案探讨（精选2篇）

调频广播对航空通信的干扰及处理方案探讨 篇1

调频广播对航空通信的干扰及处理方案探讨

罗璇

【摘要】 本文针对调频广播对于航空通信方面产生干扰的有关因素做出了详细的分析以及阐述，并对干扰航空通讯的有关原因进行了研究。依照实践当中存在的三个主要影响因素，制定了对应的解决对策，旨在为相关工作人员实际的工作当中提供一定帮助。

【关键词】 调频广播 航空通信 干扰 处理

基于目前的调频广播正在从单一综合频率朝着多频率进行发展，极大的提高了地域覆盖方面的建设速度，有关差转台的具体数量以及节目套数也在不断增多。所以，对大功率有关调频广播发射所导致的互调干扰进行预防，尤其是对有关民用航空通讯方面产生的干扰进行预防已经是不可忽视的重要问题。

一、干扰技术分析

1、频段技术。如今反映出的对于民航通信方面的同频以及邻频干扰，具体来自于有线电视方面的增补频道，它的具体表现形式，通常都是利用干线放大器以及分支（配）器，或者是线路视频附件有关设备方面的泄露而导致的。

2、寄生调幅。产生寄生调幅的原因主要有三点：首先，就是调制信号所引起的有关电源电压波动比；其次，载频振荡器方面的正反馈不足，实际的震荡偏弱；最后，调制信号进入有关幅频双关方面的电路节电。

3、互调技术。互调干扰是在传输信道有关非线性电路当中出现的，当两个或者是多个不同频率的有关信号输入进非线性电路的时候，因为非线性器件方面的作用，会出现很多谐波以及组合频率分量，这里面和需要的信号频率ω0比较接近的有关组合频率分量可以顺利通过相关接收机从而产生干扰，而这种干扰就叫做互调干扰。

二、互调干扰的实例分析

某单位所属相关调频广播发射台实际播出四个频率，其分别是88.1MHz、93.5MHz、95.5MHz、103.4MHz。当对103.4MHz发射机还有天馈系统进行更新之后，民航在相关发射台上空，有关民航通讯频段110至137MHz之内发现存在三个干扰信号，其分别是111.3MHz、113.3MHz、118.7MHz。通过当地无线电有关管理委员会进行收测以及监听，在这三个频点当中都夹带着有关站点播出节目产生的噪声，从而认定属于有关站点调频广播方面的无线发射产生的干扰，要求即刻进行停播整改。

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该单位使用德国R/S公司的ESMB相关监测接收机，对于被干扰的有关民航通讯频段108到124MHz实施扫描监视，并且在发射机房方面使用比较排除法，对干扰的原因进行查找。当四台调频广播相关发射机都处于正常播出的情况下，在监测仪扫描的有关民航频段方面的频谱显示见图1。

之后该单位使103.4MHz发射机进行工作，并且顺序开播的有关频率是88.1MHz、93.5MHz、95.5MHz的三套发射机，发现在位于118.7MHz、113.3MHz、111.3MHz的三个干扰依次出现在监测仪上面，见图2。

三、互调干扰原因分析

互调干扰产生的原因，可能是由于两个方面。

第一，从接收器上来说，任意两个频率有差异的信号作用在有关非线性器件的时候都会出现|±pf1±pf2|个相关的组合频率分量。我们假定某个相关通讯设备实际的接受频率是f3，可以接近或者是等于信号频率fS，并且切实满足（1）式条件的有关干扰才能产生互调干扰。

|±pf1±pf2|≈fS（1）实际上，因为接收机有关前端电路所具有的滤波作用，所以只有比较靠近相关接收信号频率方面的两个干扰信号能够合理的加到接收机有关前端电路方面的输入端。所以，只有下式有关情况与（1）式方面的条件相符。

|q-q|=1（2）

依照无线电方面的基础理论，对于这种条件只可能在器件特性方面的奇次方项出现，并且其阶数越低，实际的互调干扰也就会越大。所以，三阶互调干扰可以说是最严重的一种互调干扰，导致三阶互调干扰的相关的两个频率明显需要满足以下条件。

2f1-f2≈fS或 2f2-f1≈fS（3）

第二，调频广播相关发射机房是处于一种多频率一起工作的有关环境，假如各频率发射机相关激励器或者是功放模块实际的屏蔽效果不够理想，在机房之内各频率产生的泄露信号有很大可能会相互串入有关激励器以及功放单元，导致三阶互调。如今，由国内各发射机相关厂商制造的全固态发射机，实际的传输特性基本上都是将调频广播方面的全频段技术作为标准，其实际的选频网络带宽都是87到108MHz的低Q宽带网络，有关输出滤波器方面的上限拐点频率通常设置在110MHz处，而串扰频率和本机频率方面的二次谐波很有可能产生三阶互调信号，假如刚好落到高端110MHz附近的话，那么将会顺利的通过相关的输出匹配网络以及天线系统发射。因为民航通讯频段刚好处在调频广播频段方面的高端上面，滤波器在该频段实际的衰减在-5到-10dB。其结果一定会干扰民航通讯。

根据上述分析，并综合有关比较排除法实际得到的结论，由（3）我们得到：

干扰信号1：2×103.4MHz-88.1MHz=118.7MHz（4）

干扰信号2：2×103.4MHz-93.5MHz=113.3MHz（5）

干扰信号3：2×103.4MHz-95.5MHz=111.3MHz（6）

四、消除调频广播干扰的整改措施

依照上述分析，这三个互调干扰都是103.4MHz的二倍频分别和88.1MHz、93.5MHz、95.5MHz、之间的差频形成。为了能够对这三个互调干扰进行有效的消除，应该采取以下有关措施。首先，调整频率是103.4MHz发射机天线的具体高度以及安装位置，尽可能的避开其余广播频点天线有关辐射场方面的主瓣。其次，在保证地域覆盖的时候，还应该保持天线下倾合理的角度，并且使用各频率的有关天线辐射场主瓣最大限度的避开民航巷道。最后，在103.4MHz调频发射机有关末级和天馈系统之间，合理安装一个窄带的有关单频滤波器。采取上述相关措施之后，在使用德国R/S公司制造的ESMB监测频谱相关扫描仪进行观察，已经没有调频广播导致的三阶互调干扰了。

除此之外，在有关调频广播频率方面的覆盖规划、建设以及设计当中，应该依照应用的具体频率：首先，在理论上分析有无可能会出现三阶互调有关干扰信号影响民航频段的情况，并且，还应强化和民航部门之间的沟通交流，尽可能的让三阶互调干扰不会民航使用频段产生影响；其次，还应要求相关的发射机生产商改善发射机方面的生产工艺，保证激励器以及功效部件方面的屏蔽良好，最大限度的减少各频率间出现的电磁泄露；最后，还应该由调频广播方面的天线布局、安装，还有各频率辐射有关电磁场之间可能产生的相互影响等作出综合考虑，防止三阶互调干扰在民航通讯方面产生的影响，保证民航频段能够正常使用。

五、结论

对于调频广播对航空通信频段造成干扰的有关情况来说，引起干扰的根本原因通常是由于以上两种亦或是三种情况一起发生在相同发射台上所导致的，另外还有一些原因（譬如数字电视信号以及模拟电视等）也会导致广播电视信号对航空通信频段或者是其它通信频段产生干扰，其干扰的实际距离能够从十几公里一直到上百公里外。所以，在发现干扰的时候应该依照实际的情况应用对应有效的处理方法。

参 考 文 献

[1]杨云君； 沈芳； 李红蕾； 许云昆.调频广播干扰航空通信常见原因及解决的方法[J].电声技术，2014，（04）；109.[2]肖社生.调频广播信号对民航通信频率的干扰评估及应对措施[J].广播与电视技术，2012，（06）；162.[3]何勇宁； 郭瑞峰； 覃爽.如何更好地排查调频广播对民航通信的干扰[J].中国无线电，2015，（05）；105.

调频广播对航空通信的干扰及处理方案探讨 篇2

随着城市规模和人口密度的不断增加, 城市调频广播的覆盖要求相应提高。

尽可能大的覆盖面积以及质量优良的覆盖效果, 给调频发射台提出了更高的发射要求。但是, 伴随调频广播频率的增加和发射功率的加强, 调频广播对民用航空无线电导航和通信频率之间的干扰问题变得越来越突出。

特别在建设新电台、增设新频率、增加发射机功率等提高或加强广播覆盖的情况下, 如何防止和规避对航空通信系统的干扰, 成为经常困扰广电部门的问题。

本文尝试依据国标GB6364-86和国际电联ITU-R SM.1009-1标准提供的规范, 通过比较两种标准的异同, 结合相关评估参数的分析和计算, 掌握第一手材料, 利于广电部门先期发现问题, 在与航空部门的沟通协调时, 避免决策失误。

1 调频广播对民航通信系统存在的干扰问题

1.1 民航通信的特点决定了其受到调频广播干扰的可能性民航易受调频广播干扰的通信系统包括:

1.超短波定向台 (VHF/UHF DF) , 工作在118MHz~150MHz和225MHz~400MHz两个频段。

2.仪表着陆系统 (ILS) 中的航向信标台, 工作在108MHz~111.975MHz频段。

3.全向信标台 (VOR) , 工作在108MHz~117.975MHz频段。

4.机载甚高频通信, 工作在118MHz~137 MHz频段。

从频率分段来看, 民航通信工作频段108MHz~137MHz紧邻调频广播通信频段88MHz~108MHz, 极易受到广播信号的邻频和互调干扰。

基于以上干扰的情况, 国际电信联盟颁布了ITU-R SM.1009-1, 提供了干扰定义及协调规范。我国在1986年出台了国家标准GB 6364-86《航空无线电导航台站电磁环境要求》和它的宣贯指导材料。

1.2 国标GB6364-86和国际电信联盟ITU-R SM.1009-1标准介绍

国标GB6364-86《航空无线电导航台站电磁环境要求》是强制性标准。

国际电信联盟ITU颁布了Rec.ITU-R SM.1009-1《约87MHz~108MHz频带内声音广播业务同108MHz~137MHz频带内的航空业务之间的兼容性》建议书。

这两个标准均描述了调频广播与民航导航系统的兼容性问题。

因篇幅所限, 本文暂不涉及调频广播与民航甚高频通信系统的兼容性讨论。

1.2.1 调频广播对民航通信干扰分类

在上述两个标准中, 均定义了4种类型的干扰。

1.A类干扰

A类干扰是由一个或多个广播发射机对航空频段的无用发射引起的。包括A1类和A2类干扰。

1) A1类干扰

单个发射机可能产生杂散发射或者几个广播发射机在航空频段上可能互调产生频率分量, 这种情况称为A1类干扰。

2) A2类干扰

广播发射机工作频率靠近108MHz的边带辐射进入航空接收机, 其过程称为A2类干扰。这个干扰机理实际上仅由使用108MHz附近频率的广播发射机引起, 而且只干扰使用108MHz附近频率的航空通信业务。

2. B类干扰

B类干扰由航空频段外频率上的广播信发射在航空接收机上产生的干扰。包括B1类和B2类干扰。

1) B1类干扰

航空频段意外的广播信号使接收机变为非线性状态, 可能会使航空接收机产生互调, 这种情况称为B1类干扰。要产生这种干扰, 至少需要出现两个广播信号, 它们应有一定的频率关系, 且在非线性过程中, 能够在航空接收机使用的有空射频信道上产生互调产物。其中一个广播信号必须有足够的振幅, 使接收机进入非线性区域, 这样即使其它信号的振幅相当低也可能会产生干扰。只考虑三阶互调产物, 其形式为:

在这里, 引入了两个定义:

触发值 (启动值) :强广播信号的最低值, 当叠加在航空接收机输入端时, 可产生三阶互调产物, 且该产物的功率足以表示潜在干扰。

截止值:叠加在航空接收机输入端时, 弱信号产生三阶互调的调频广播最小值。

简单地说就是, 当叠加在航空接收机输入端的广播信号的电平大于接收机B1类干扰的触发值 (启动值) 时, 若此时输入端还有另一广播信号, 其电平大于接收机B1类干扰的截止值, 那么这两个广播信号将会在此航空接收机上产生互调产物。

我国调频广播使用87MHz~108MHz频段, 民航的航向信标台和全向信标台分别工作在108MHz~111.975MHz和108MHz~117.975MHz频段, VHF通信系统工作在118MHz~137MHz频段。调频广播信号的三阶互调产物正好能够落在民航使用的频段内。

2) B2类干扰

当航空接收机的射频部分被一个或多个广播发射信号变为过载状态时, 可能会发生灵敏度降低的现象, 这种情况称为B2类干扰。

1.2.2 GB6364-86和ITU-R SM.1009-1中B1类干扰评估方法的差异

通过对两个标准的认真分析, 发现其A类干扰评估标准比较一致, 而对B1类干扰的评估计算方法则有较大差异。两标准针对B1类干扰的评估方法, 最大的区别在于民航接收机的触发值和截止值的不同。

同样的计算条件下, 通过两种标准评估的B1干扰情况区别如下:

1. GB6364-86

在GB6364-86中, 对于B1类干扰采用抗干扰度公式进行预测计算。当测得航空接收机输入端的两个或两个以上的调频广播信号的功率电平时, 可根据抗干扰度公式计算出有无互调干扰的可能。根据可能形成互调产物的抗干扰度公式和航空接收机B类干扰的启动值和截止值, 以启动值和截止值作等值线, 即可得出可能产生互调的区域, 从而可以预测航空通信台站可能受到调频广播干扰的区域。

宣贯指导材料中给出了民航接收机触发和截止电平的曲线, 见图2和图3。

注意:国标GB6364-86是在1986年颁布实施的标准, 其中定义的“现有ILS接收机”、“现有VOR接收机”应视为代表80年代技术水平的民航接收机;而文中定义的“将来的ILS和VOR接收机”可理解为20年后较为先进的民航接收机。

对比两图发现, B1类干扰的触发值和截止值, 对于“现有的接收机”和“将来的接收机”差距在15~20d B之间。可以理解为, 随着民航接收机技术的发展, 其对广播信号的抗干扰能力应该是大大增强的。

GB6364-86中定义的触发值和截止值电平计算公式为:

(1) 触发值

式中:f为广播频率, MHz;

k为系数, 对于ILS为126;对于VOR为119。

注解:在式 (3) 中, max (0.4;108.1-f) 含义为, 取0.4和108.1-f两个数值中最大的那个。例f=108.1时, max (0.4;108.1-f) =max (0.4;0) =0.4。f=103.9时, max (0.4;108.1-f) =max (0.4;4.2) =4.2。

(2) 截止值

2. Rec.ITU-R SM.1009-1

在Rec.ITU-R SM.1009-1中, 关于触发值和截止值的定义与GB6364-86不同。

(1) 触发值

式中:LC:为有用信号电平变化修正因子;

NA:航空接收机输入端的有用信号电平;

Nref:航空接收机输入端的有用信号参考电平, ILS为-89d Bm, VOR为-82d Bm;

K=140 (ILS) 或133 (VOR) ;

fA:航空通信频率;

f:广播频率。

(2) 截止值

3. 两标准中触发和截止电平的计算差别

截止值:通过式 (4) 与式 (7) 对比看出, 其常数的设置有12个d B的差距。

触发值:通过式 (3) 与 (5) 对比发现, 式 (3) 中K=126 (ILS) 或119 (VOR) 与式 (5) 中K=140 (ILS) 或133 (VOR) , 亦有很大的不同。

在式 (3) (国标GB6364-86) 的定义中, 仅仅简单给出了k的值, 而在式 (5) (国际电联Rec.ITU-R SM.1009-1) 的定义中, 其参数设置较式 (3) 复杂, 另外考虑公式中第二项的常数设置中有8倍的差距, 可以预见根据两者计算出的触发值会有较大差异。

两者电平差异可以通过下面的举例来说明。

2 计算示例

在这里举例分析, 对于ILS接收机来说, 同样的106.1MHz广播信号, 如果按照国标GB6364-86进行计算:

(1) 触发值

将相关数据代入式 (3) , 可得到N=-28d Bm;

(2) 截止值

将相关数据代入式 (4) , 可得到N=-40d Bm。

若按照Rec.ITU-R SM.1009-1标准计算, 过程如下:

(1) 触发值

此公式的触发值计算受到有用电平修正因子和航空通信频率的影响。

(2) 截止值

将相关数据代入式 (4) , 可得到N=-52d Bm。

可以看到, 此标准截止值的计算与GB6364-86类似, 但是公式中的常数参数比GB6364-86中小8d B, 那么截止值的计算结果相应就要小8d B。

理论上, 根据ITU标准计算得到的触发和截止电平均小于根据GB6364-86标准计算的结果, 可以认为根据ITU标准计算的干扰保护范围将大于根据GB6364-86计算的结果。在具体的评估中, 要重点注意这个计算差异。

3 结论

通过对国标GB6364-86和国际电联Rec.ITU-R SM.1009-1标准针对B1类干扰定义的分析及模拟运算, 可得出如下结论:

1.GB6364-86中, 对不同广播频率产生的触发值给出了图表, 没有直接给出计算公式 (图1和图2) 。

2.Rec.ITU-R SM.1009-1中, 对不同频率的触发值和截止值给出了具体的计算公式, 并且明确了对民航通信的具体频率进行干扰计算。

3.两者计算的结果表明:Rec.ITU-R SM.1009-1计算的触发距离和截止距离与国标GB6364-86计算的“将来的ILS接收机”触发距离接近, 小于“当前的ILS接收机”计算结果。这说明广播信号对航空通信的B1类干扰, 随着航空接收机技术的进步, 其干扰可能性在不断降低。

4.理论上, 触发值越高, 其对应的广播信号场强就应该越大。视距传播条件中, 在发射机功率和天线增益一定的情况下, 场强应决定于测试点与发射源之间的有效距离。触发值越高, 则距离就越小。在实际应用中, 被测点的广播信号场强值应该由ITU-R P.370或ITU-R P.1546的电波传播模型计算或通过实际测试得到。视距传播计算出的场强值为理论值, 实际值应小于理论值。那么得到的实际触发距离也会小于理论计算的距离。

在进行广播发射台对民航通信系统的干扰预测分析时, 需要考虑的因素很多, 在本文中仅仅针对其中的某些要点进行了简单的阐述, 深层次的技术细节仍有待探讨。

在广电部门新建发射台站、调整发射频率和功率的过程中, 不可避免地要和民航系统进行无线电频率协调工作。以往的协调工作中, 由于缺少资料, 广电部门较难从标准的层面进行严格认真的论证分析, 无法有理有据地与民航部门沟通, 易造成我们的工作被动。笔者希望以本文为引子, 在今后与民航部门的频率协调中, 可以依据标准进行论证和协调, 最大限度地调和广播电视发展与民航通信安全保障之间的矛盾, 力争取得互利双赢的结果。

参考文献

[1]GB6364-86.航空无线电导航台站电磁环境要求.

[2]阎荣泽.《航空无线电导航台站电磁环境要求》指导材料[M].中国标准出版社1986.

[3]Recommendation ITU-R SM.1009-1, Compatibility BetweenThe Sound-Broadcasting Service In The Band Of About 87-108MHz And The Aeronautical Services In The Band 108-137MHz, (1993-1995) .

[4]GY/T196-2003调频广播覆盖网技术规定.