如何用频谱分析仪测量调频电视广播对民航通信是否存在干扰

赵世平

（山西广播电视无线管理中心，太原 030001）

技术研究

如何用频谱分析仪测量调频电视广播对民航通信是否存在干扰

赵世平

（山西广播电视无线管理中心，太原 030001）

本文介绍了使用频谱分析仪时各参数设置的原则及注意事项，分析了为确定调频电视广播信号是否对民航通信存在干扰，并介绍了在民航通信频段进行的信号测量，以及在调频频段对调频广播信号和其边带分量进行的测试实例。

频谱分析仪；参数设置；发射机；干扰；测试分析

1 引言

频谱分析仪是在频域上对电信号进行测试和分析的射频测量仪器。能宽频带连续扫描，并将测得的信号在显示屏上直观地显示出来，是测量频域信号的重要设备，在无线电信号测量中可以方便地看出频谱占用及信号活动情况，被广泛应用于广播电视无线、有线、卫星信号及数字电视等领域的监测。频谱仪的工作原理是，将输入信号与频率随时间进行扫描的本地振荡器信号混频，混频的频率通过中频放大后，进行峰值检波，然后被视频放大器进行放大，在显示屏上显示出来。因此，频谱分析仪在不同的时间输出的频率不同，屏幕上显示出被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。

2 频谱仪主要参数及设置

正确使用频谱分析仪的关键是正确设置频谱分析仪的各个参数。频谱分析仪主要参数有频率、频率跨度（SPAN）、分辨带宽（RBW）、视频带宽（VBW）、扫描时间（Sweep Time）、衰减器（ATT）、参考电平（Ref）等，各参数之间相互关联，应统筹考虑各参数的设置。

（1）频率：用以设置频谱仪显示的中心频率或起始频率和终止频率，目的是让待测试信号在频谱分析仪的显示范围之内。

（2）频率跨度（SPAN）：屏幕水平显示的频率宽度，要大于待显示的信号的带宽。适当设置SPAN，使被测信号显示的大小合适，SPAN太小，不能完全显示被测信号，太大则被测信号显示不够清晰。

（3）分辨带宽（RBW）：是每个扫描点的滤波器3dB带宽，RBW值越小，频谱仪测试分辨率越高，但测试速度下降。分辨带宽减小，显示的噪声电平也减小，所以分辨带宽越低，越容易发现小信号。为了分清两个相邻的信号，分辨带宽RBW必须小于两个待测信号的频率差。RBW自动设置状态下，与SPAN联动变化。

（4）视频带宽（VBW）：对显示噪声有平滑作用，影响显示图形线的粗细，值越小，显示越细、越清晰。自动设置状态下与RBW联动变化，视频带宽至少与分辨带宽相同。

（5）扫描时间（Sweep Time）：测试过程中，完成一次从起始频率到终止频率扫描所用的时间。扫描时间一般设为自动，与频谱仪SPAN，RBW，VBW设置有关（特殊情况下，要求快速扫描时，且不强调测量数据的准确度，而只是观察信号的有无时，可设置为手动）。

（6）改变参考电平可使待测信号显示在屏幕的适当位置。输入衰减（ATT）一般设置为自动（必要时可设置为手动），参考电平升高和输入衰减值越大时，显示的基础噪声电平就越高，对测量弱小信号的能力也越差，即幅度很低的信号会被淹没在仪器本身的噪声下，无法测量。

频谱分析仪的各个参数之间需要协调工作，要根据测量信号的不同，改变频谱分析仪的各个参数，以达到最佳测量效果。

3 使用频谱仪注意事项

仪器安全方面应注意：信号太强或直流分量过大时会损坏频谱仪；测量中将同轴测量电缆连接至仪器时，应使电缆内导体芯线与外皮屏蔽层瞬间接地，并将仪器接地，防止积存的静电损坏仪器。

为使测量结果准确，使用仪器前，应先将仪器预热10分钟以上；在实际测量中要清楚天线的技术特性，这样才能得出客观的结果以便正确分析。应注意匹配问题，避免产生失配误差，如阻抗不匹配，测量时要加入阻抗匹配器。比如，利用输入阻抗为50欧的频谱分析仪测量75欧待测件时需加入匹配器，所测结果必须考虑匹配器的介入损失，这样得到的结果才能反映信号的真实情况。

4 测试实例分析

4.1 民航语音频段内干扰信号的测试

根据无线电管理机构提供的情况，7402台发射机信号干扰民航通信，干扰频点为122MHz。为了查明情况，我们用频谱分析仪进行了实地测试。

基本情况：7402台位于昔阳县，是省级发射台，始建于1974年10月，启用时使用的发射频率有电视3频道、调频93.6MHz。这两个发射频率在此之前一直未对民航通信形成干扰。后来，台内新增电视19频道、25频道和调频96.6MHz发射机。由于19频道、25频道是分米波频道，频率较高，都在500MHz以上，所以不会对民航通信产生干扰。

测试使用仪器是HP8593E频谱分析仪，接收天线使用标准电视接收天线，接收天线为半波折合振子，测试时按接收垂直极化波方式放置，天线增益为0dB。接收频点为122MHz。

测试位置：7402台大院门口（与之前测试位置相同）。

测试过程：先将93.6MHz调频发射机、96.6MHz调频发射机和3频道电视发射机分别单独开启，在122MHz附近及在民航通信频段内均没有发现干扰信号。随后将三部发射机同时开启，在122MHz附近及在民航通信频段内仍然没有出现干扰信号。

将三部发射机全部开启后，在调频频段测得有关频点的频率值和对应的电平数如下：93.6MHz 为-37.4dBm；96.6MHz为-33.7dBm；3频道图像载频为-37.4dBm；3频道伴音载频为-38.9dBm。

另外，在调频频段有较小的信号出现，它们分别是：78.8MHz为-85dBm；88.2MHz为-85dBm；99.2MHz为-80dBm；101.6MHz为-79dBm；106.2MHz为-82dBm。在122MHz附近，电平均小于-94.6dBm，即噪声底电平。

测试整个民航语音通信频段117.975MHz-137MHz内的电平，全段电平值均在-92dBm以下，仍然是噪声底的电平，此电平值比7402台几部发射机的信号电平低54dB以上。

与之前测试的结果截然不同，原因是之前测试使用的天线是带宽带放大器的高增益接收天线，这种天线在高场强区工作时，会产生非线性失真，产生新频率成分。故在民航语音通信使用的频段内，测出了许多干扰信号，本次测试使用的是无任何放大能力的标准米波段接收天线，所以没有干扰信号出现。

4.2 调频发射机边带分量的测量分析

在接到关于省电台和中央台调频广播发射机边带分量宽，干扰民航通信的文件后，我们去无委监测站实地测试了干扰情况，分别对省台多套和中央三套调频广播进行了测试。

下面分别是省台文艺广播频率（101.5MHz）、省台健康之声广播频率（105.9MHz）和省台城市之声广播频率（94MHz）三套调频广播的测试情况。频谱仪参数的设置分别为：分辨带宽10kHz、视频带宽10kHz，频率跨度1MHz。

测试结果如图1、图2、图3所示，从测试结果看，101.5MHz，105.9MHz附近有带外分量，然而，当我们将相应频率的调频发射机关闭后，所谓的边带分量依然存在，说明并非101.5MHz,105.9MHz调频发射机产生的边带分量。

经过分析，我们认为有可能是其他调频广播频率的三阶互调分量，结合太原市无线电频谱使用情况，太原市台调频有三套广播节目，频率分别为104.4MHz，102.6MHz，107MHz。根据三阶互调公式2f1-f2计算，104.4MHz与107MHz的三阶互调分量：2f1-f2=2×104.4－107=101.8MHz，正好与101.5MHz附近的带外分量频率吻合，初步确定101.5MHz附近的带外分量是104.4MHz与107MHz的三阶互调分量。图2中105.9MHz附近的带外分量是104.4MHz与102.6MHz的三阶互调分量，因为2f1-f2=2×104.4－102.6=106.2MHz。

当时94MHz调频发射机在省广电大楼发射，发射机是经过改造的老式发射机，急需更新。从图3可以看出，94MHz调频发射机带宽大于400kHz，存在带外分量过大的问题。通过测试分析发现了101.5MHz，105.9MHz发射机带外分量为其他频率的三阶互调分量，并非发射机本身的边带分量。94MHz发射机严重老化，有杂散辐射，边带分量过大，随后电台更新了94MHz调频发射机。

图1 调频101.5MHz频谱图

图2 调频105.9MHz频谱图

图3 调频94MHz频谱图

5 结束语

测试时要正确设置频谱分析仪参数，天线应为窄带的无增益标准天线。测量时要特别注意不能孤立地就发射频点进行测量，必须结合当地无线电信号的实际频谱使用情况，理论上进行综合分析、计算，实践中对测量结果逐一解释对照，从而得出有效分析结论，并作为频率保护和有关无线电管理部门的管理依据。

How to use the Spectrum Analyzer to measure whether Radio and Television Signal Interferes Civil Aviation Communication

Zhao Shiping
(Shanxi Administration Center of Radio and TV, Taiyuan，030001)

The principle of using the spectrum analyzer to set parameters and to measure wireless FM signal and its side band components are introduced. And in order to ascertain whether Radio and television signal interfere Civil Aviation Communication, examples of measuring signal in Civil aviation communication band and measuring wireless FM signal and its side band components in FM band are expounded.

Spectrum analyzer; Parameter setting; Transmitter; Interference; Measurement and analysis

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.07.001

TN98

A

1672-7274（2015）07-0001-03