互调干扰的识别和应对措施

朱亚磊云南省无线电监测中心，云南昆明　650000



互调干扰的识别和应对措施

朱亚磊
云南省无线电监测中心，云南昆明650000

摘要目前，随着无线台站的不断增加，电磁环境日趋复杂，这对无线电监管部门在日常监测、考试保障、处理突发事件等方面提出了更高要求，需在较短时间内对非法信号做出判断，本文运用实例，就互调信号的产生、识别和应对措施进行分析，以求对信号排查有所帮助。

关键词互调信号；产生；识别；应对措施

目前，日趋复杂的电磁环境给无线电频谱监测和管理带来了新的挑战，特别是近年来针对民航、铁路等重要行业对无线电干扰投诉的持续不断，其中一部分是由于互调信号引起的干扰。如何识别互调干扰信号成为监测人员需要解决的技术问题，只有正确的对信号做出判断和识别，才能采取有效措施，消除干扰。本文对互调干扰信号进行浅析，以期能应用于我们的日常无线电监测工作。

1　互调干扰的分类及危害

互调干扰是由2个或2个以上的频谱分量在传输信道中的非线性器件上相互作用而产生的无用频率分量引起的，可以分为发射机互调和接收机互调。

互调干扰不仅影响信号质量，有时会引起信号的严重失真，特别是近几年来无线电干扰投诉主要是集中在民用航空频段108MHz～137MHz，严重威胁到人民的生命财产安全。因此，对无线电监管部门来说，需要准确和快速的对互调干扰做出判断并及时消除，才能最大程度的减小损失以保障航空飞行安全。可见，互调干扰的危害不容小视。

2　互调干扰的产生

一般而言，多个频率不同的信号通过任何一个非线性电路都会产生许多不同的频率组合，因此，系统的非线性是产生互调干扰的原因。一般非线性器件的输出电流i和输入电压u有以下关系：

i = a0+ a1u + a2u2+ a3u3+……（公式1）

其中，a0为静止输出电流，ak（k=1，2，3……）为非线性器件的系数，一般有a1〉a2〉a3……，u为输入信号，假设有两个信号同时输入非线性器件：u=Acosωat+Bcosωbt

公式1可表示为：∑an（Acosωat+ Bcosωbt）nn=2，3，4……（公式2）

将公式2展开，可以得到其中所含的频率分量，可以发现：

1）在二阶（n=2）中，会出现ωa+ωb，ωa-ωb两种频率组合，由于接收机的选择性，这两种频率的干扰信号受到抑制，从而使ωa+ωb，ωa-ωb远离调谐频率，不易形成干扰。同理，四阶（n=4），六阶（n=6）具有类似性质。

2）在三阶（n=3）中，公式2展开为：

3/4*A2B［cos（2ωa+ωb）+ cos（2ωa-ωb）］+

3/4*AB2［cos（ωa+2ωb）+ cos（ωa-2ωb）］+……（公式3）

由公式3可看出会出现2ωa-ωb，2ωb-ωa，2ωa+ωb，2ωb+ωa等频率组合，其中后两项的性质类似于二阶互调。而前两项与ωa、ωb比较接近，很容易形成干扰。同理，五阶（n=5），七阶（n=7）具有类似性质。只是由于高阶互调的强度一般都低于低阶互调的强度，所以一般常考虑三阶互调干扰。

3　互调干扰案例

在日常的监测工作中，广播和开路电视是监测的重点频段。经过对重点频段的扫描和监听，发现在70.75MHz频率处有嘈杂的语音信号，经过核查，不是合法台站。仔细辨认后为83.75MHz CCTV-1电视伴音与噪音的混杂。用接收机ESMB对信号进行分析，测出电平值为45.3dBμV，采用ESMB测出的频谱如图1所示。

图1

经过分析，可以初步估计这个信号是由CCTV-1电视伴音83.75MHz，云南人民广播电台（生活之声）88.7MHz与云南人民广播电台（娱乐调频）101.7MHz三个信号频率互调形成，即三阶二型互调：83.75+88.7-101.7=70.75MHz，刚好为监测接收机ESMB监听到的信号频率。为了判别此信号是广播发射机的发射互调还是监测接收机的接收互调，又采用AgilentXMA N9020A频谱分析仪对70.75MHz进行分析，却未发现该频率。因此可以分析：如果互调是在发射机处产生的，一定可以在自由空间中测出70.75MHz频率成份，但采用频谱仪没有测出相应频率，因此可以得出是由于监测接收机前端电路的选择性不是很理想，导致广播信号和开路电视伴音信号经过接收机的输入端，由于器件的非线性作用，因此而产生了此接收互调信号。

4　互调干扰信号的识别

1）发射机互调信号是在发射端产生，为空中真实存在的信号，在自由空间中利用固定站接收机、频谱分析仪等监测设备能监测到信号。而接收机互调信号是虚假信号，是由于接收机内部的非线性引起。因此如某一接收设备能监测到互调信号，而改用其他接收设备监测不到该互调信号，则大致可以判断是某一接收机的互调产物，而非发射机的互调信号。

2）识别接收机互调可以采用在接收机输入端插入一个已知衰减量的衰减器，通过观察信号幅度变化来进行判断。如果在输出端监测到的信号幅度按所加衰减器的衰减量减少，那么这个信号是“真实”的。如信号幅度减少值是衰减量的倍数，则该信号为虚假信号，是外界信号在接收机工作在非线性区时产生的互调信号，是几倍就是几阶互调失真。

3）由于互调信号是各频率分量的组合，因此各频率分量信号必须同时工作才会产生互调干扰信号。根据互调信号的这个特点，在干扰出现的时候，首先判断信号是否构成互调关系，然后根据各频率是否同时出现来缩小干扰查找范围，必要时还可以关闭某一发射源，以进一步排查干扰源。

4）互调信号是由2个或2个以上的频率相互调制形成的，因此，在对干扰信号进行解调时，音频信号听起来会是多种声音的混杂，如果是单一清晰的声音，则可以大致判断不是由于互调引起的干扰。

5　应对互调干扰的措施

1）熟练掌握互调公式是一个寻求互调产物和干扰信号对应关系的好方法，因此，无线电监测站技术人员要及时掌握台站的设置情况，并熟练应用基础计算公式，以便能在相对较短的时间内对信号做出判断。

2）各频率信号须有足够的强度，才能形成互调干扰。因此在排查互调干扰的时候可以设置合适的门限电平，将低于门限电平的信号排除在外，以缩小查找范围，节省排查时间。管理部门在审批大功率台站时，需做好周围的电磁环境测试，尽量加大两个大功率台站发射天线间的空间隔离，防止产生发射机互调信号，维护空中良好的电波秩序。

3）对于接收机互调可在输入端插入衰减器，因为互调产物的电平与输入信号电平有关，衰减器对n阶互调产物的衰减量是有用信号衰减量的n倍，降低输入信号的电平可以急剧减小互调信号电平值。

6　结论

本文结合无线电监测工作实际，对互调信号进行分析。互调干扰一直是频谱管理中需要面对的一个棘手的问题，在今后的工作中，还需进行总结，不断提高监测技术人员对互调干扰信号的识别和查找的能力。

参考文献

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中图分类号TN99

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）165-0126-02

作者简介：朱亚磊，云南省无线电监测中心。