广播电视数字微波线路的越站干扰问题研究

李新华

（山西广播电视无线管理中心，太原 030001）

广播电视数字微波线路的越站干扰问题研究

李新华

（山西广播电视无线管理中心，太原 030001）

文章阐述了广播电视数字微波线路越站干扰的概念，讨论了距离去耦、天线方向性去耦、越站阻挡去耦、极化去耦等四种越站干扰的计算方法，提出了广播电视数字微波线路越站干扰的防止措施。

微波线路;干扰;去耦;越站干扰防止

1　引言

目前，广播电视节目传输的主要技术手段有光缆、卫星和微波三种方式，微波电路传输广播电视节目建设速度快，相对于光缆、卫星投资更省，同时传输质量安全可靠。数字微波传输具有传输容量大、稳定性强、维护简单等特点，已经成为广播电视系统无线传输的主要方式。

在数字微波电路传输广播电视信号的过程中，经常会迭加其他干扰信号，习惯上称之为干扰信号。由于各种通信系统不断发展，微波传输的干扰源愈来愈复杂。比如，卫星通信系统干扰、雷达干扰、电视广播发射杂波干扰及其他专用的微波系统干扰，这些干扰属于微波接力通信系统的外部系统的干扰。在系统内部，存在着越站干扰、天线前对背干扰、中频耦合干扰、分支线路干扰及天馈系统回波干扰等，这些都属于系统内部干扰。在二频制的微波通信系统中越站干扰最为常见，因此在微波电路设计中必须合理选择站址，避免造成越站干扰，确保广播电视节目的安全优质传输[1]。

2　越站干扰的概念及产生原因

为避免越站干扰的出现，在设计微波接力通信工程阶段选址时[2]，应保证站址的越站保护角大于10°～15°，但在实际施工中，广播电视微波站的站址由于受到市政规划、实际地形等因素影响，站址不能完全满足设计的要求，会出现微波站之间的越站保护角小于规定值的情况，就造成了两站之间的越站干扰。

跨越两个微波站的同频率干扰称为越站干扰，它是是微波多站传输中的一种同频远端干扰。微波接力通信系统一般有二频制和四频制两种制式。由于二频制占用的频带比较窄，为了提高频带利用率，在微波电路设计时，都采用二频制设计。即微波电路的一个双向波道上，共使用两个不同的收发频率，即每站两个方向的收发各用一个频率。这样，每个接力站除了接收前站发来的正常信号外，还可能收到前三站发来的同频干扰信号即越站干扰信号，如图1所示。

图1 越站干扰示意图

图1中，A站正常发往B站的频率f1信号，按照虚线方向传输到D站，D站既可收到正常C站发来的有用信号（频率f1），同时也可接收到A站发来的无用信号（频率f1）。A站发来的无用信号就对有用信号产生了干扰，这就是越站干扰产生的原因。在D站向A站发送信号时，D站信号也会对A站信号产生越站干扰。

3　越站干扰的计算

越站干扰信号与被干扰信号的频率相同，属于同频干扰，其主用信号与干扰信号去耦即主用信号与干扰信号电平差主要由以下几部分组成。

3.1距离去耦L0

越站干扰信号的传播距离比主信号的传播距离要远，我们把二者之间的电平差称为距离去耦。如果微波站天线增益、发射功率及馈线损耗相等，由图1可知，越站干扰信号传输距离用AD表示，主用信号传输距离用CD表示，利用自由空间电波的传输损耗公式

可计算主用信号与越站干扰信号传输损耗差为

距离去耦的原理是依据电波的传播与距离的关系进行损耗计算。在实际工程中，根据这一方法，可直接通过微波站站距之比去计算距离的去耦值。

3.2天线方向性去耦D（θ）

天线的方向图是表征天线辐射时电磁波能量（或场强）在空间各点分布的情况，它是描述天线的主要传输指标之一。可以计算越站干扰偏离通信方向的角度，通过微波天线方向性图来确定天线方向性去耦的大小。如图1所示，A站发D站有一个角度为θ1的方向性偏角，D站收A站方向有一个角度为θ2的方向性偏角，根据天线方向性图可以查出对应偏角的方向性去耦D（θ1）及D（θ2），两者相加即为越站干扰的天线方向性去耦，所以天线方向性去耦D（θ）的计算公式为

D（θ）=D（θ1）+D（θ2）

由上述推导可知，天线方向性去耦的根本原理是通过微波天线的方向性实现去耦。根据微波收发天线互易性这一特点，两个互为干扰的微波站，天线方向性去耦值应为两站各自天线去耦值之和。

3.3越站阻挡去耦Ld

越站干扰的传播路径较为复杂，一般都有不同的障碍物，例如地球凸起及山峰的阻挡等，而正常信号的传播路径都是无阻挡的视距传输。所以，我们把越站干扰信号在传播路径上所有的障碍物阻挡而引起的绕射损耗称为越站阻挡去耦Ld。

等效地球半径系数K决定了越站干扰的阻挡去耦的大小，正常情况下K值越小，阻挡损耗值越大，越站干扰就越小。因此，应根据当地K值统计分布资料来确定阻挡去耦值。根据我国大部分地区实际，工程设计时一般都按K=∞考虑。

3.4极化去耦XPD（θ）

微波天线对不同极化的电波去耦称为极化去耦XPD（θ）。根据微波天线的方向性图，一般在不同极化传输时，如果信号偏离主射束的角度为0，极化去耦最大，XPD（θ）＞20dB。实际电路中，由于越站信号干扰正常信号的偏离角θ较大，越站干扰极化去耦XPD（θ）一般只有2～6dB左右。只有越站干扰信号与正常信号采用不同的极化时，才可计入极化去耦，否则极化去耦为0。

距离去耦、天线方向性去耦、越站阻挡去耦及极化去耦XPD四项去耦之和就是越站干扰信号与正常信号之间的总去耦。在一条实际的微波电路中，枢纽站、中继站和分支站情况各不相同，所引入的越站干扰噪声也有区别。在微波电路设计中，可根据传输的距离、方向、平原或山区等实际情况妥善处理。一般应使越站干扰总去耦，即正常信号功率与越站干扰信号功率之比为75dB左右。根据原中华人民共和国广播电影电视部广播电视微波工程建设标准《GYJ30-87》第3.13.1条，广播电视微波电路正常接收信号功率电平应比越站干扰功率电平高66dB以上，即正常信号与越站干扰信号总去耦应大于66dB。

4　防止越站干扰的措施

在数字微波电路工程设计时[3]，只要选择好微波站的站址，路由合理，越站干扰就可以小到忽略不计。因此，在微波电路设计、确定站址时应尽量利用小山峰或地球的凸起来增加越站阻挡损耗Ld。如果无法达到要求，路由阻挡损耗极小，那就必须依靠天线的方向性去耦来达到设计要求。根据微波抛物面天线方向性图可知，天线偏离主射束角度θ在0～10°内去耦值增大较快，所以在电路设计中最好使两端天线去耦角度θ1，θ2都大于10°，若难以满足要求时，可选用高性能微波天线。另外，也可通过改变正常信号与干扰信号极化来尽量减少越站干扰。

总之，广播电视数字微波线路在进行微波站址的选择时，必须重视越站干扰这个问题，合理的选择站址，再结合天线配置和传输信号极化的科学性，充分利用距离去耦、天线方向性去耦、越站阻挡去耦、极化去耦等方法，从而有效防止或减小越站干扰对微波电路的影响。

[1] 金明．广播电视微波通信技术标准汇编[M]．北京：中国广播电视出版社，2000

[2] 杨一曼．广播电视安全播出管理规定实施细则培训教材[M]．北京：中国广播电视出版社，2012（1）

[3] 方德葵．卫星数字传输与微波技术[M]．北京：中国广播电视出版社，2005

Research on the Over-reach Interference of Radio and TV Digital Microwave Circuits

Li Xinhua
(Shanxi Administration Center of Radio and TV, Taiyuan, 030001, China)

The article expounds the concept of over-reach interference in radio and TV digital microwave circuits, and discusses four ways of compute on over-reach interference which contains distance decoupling, antenna directivity decoupling, over-reach block decoupling and polarization decoupling. In the end, the article proposes many prevention measures on over-reach interference of radio and TV digital microwave circuits.

Microwave circuit; Interference; Decoupling; Over-reach interference

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.11.008

TN94

B

1672-7274（2016）11-0027-03

李新华，女，1963年生，本科，高级工程师，长期从事广播电视技术管理工作。