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适用于NAVTEX 台的中波共址干扰解决方法

2019-10-14王春岐

数字通信世界 2019年9期
关键词:发信隔离度短波

王春岐

(北海航海保障中心天津通信中心,天津 300456)

1 NAVTEX 播发系统简介

NAVTXE 是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的一个主要组成部分,也是世界航行警告业务(WWNWS)的一个重要组成部分。NAVTXE 业务是通过窄带直接发印字电报(NBDP)技术,由海岸电台播发,并由船舶自动接收的航行警告、气象警告、气象预报和紧急信息等海上安全信息系统。它为船舶海上航行以及航海相关业务的计划、安全运行提供了重要的保障。

目前我国共有包括三亚、广州、福州、上海、大连、天津、湛江共7座国际NAVTEX 业务播发台,全面覆盖我国各个不同海域,播发时间因不同播发台站而异,每天多时段定时播发。

2 共址干扰的形成

共址干扰是一种产生于自身系统内部或系统之间的、并有损于有用信号的电磁现象,即当已方的发射机正常工作时所产生的有用信号对其余发射机和接收机所造成的干扰。包括同信道干扰、邻信道干扰、大功率阻塞干扰等。

共址干扰主要出现在小空间内放置多个收、发信设备的场合,由于天线放置较近导致其信号隔离度偏小,发射信号及其高阶谐波和互调产物有较大能量通过邻近天线进入其它接收和发射系统导致干扰产生。例如舰船上一般天线间距只有15米左右,其多信道的短波(HF)电台的发射-发射、发射到接收之间,以及短波电台发射谐波与互调产物与超短波(VHF)电台接收之间的都会形成较大干扰。

地面通信台站一般场地空间受限较少,以天津海岸电台为例:其发射台站占地约150亩,短波天线18付,中波天线3付,在短波频段内天线间隔离度大于60dB。同时,其收信台站设置在距离发信台站直线距离约25km,故其短波通信系统中的发射-发射、发射-接收干扰基本没有体现。但在应用NAVTEX 系统中波业务时,天津发信台出现了共址干扰的现象。

3 NAVTEX 共址干扰分析

以天津台为例,其共址干扰发生的现象描述如下:两台大功率中波(MF)发信机分别置于486kHz 和518kHz 的NAVTEX 频率上,在预设的交替时间段上分别进行中/英文广播。当一台发信机进行广播播发时,另一台处于待机的发射机会偶发性发生反向功率过大的告警。

可知,两中波发信机的工作频点486kHz 和518kHz 间距:

(518-486)÷518×100%≈6%

仅略大于5%的信道带宽。由于客观原因,天津发信台两个中波发射天线中心间距约(200)米,由于中波发射波长约600m,天线尺寸处在30米左右的量级,故其天线间距在中波波段仍属于“紧凑”区间,发天线间隔离度不足。因此产生了典型的发射-发射间邻信道共址干扰:甲发射机的大量邻信道发射能量通过近旁天线耦合(被近旁天线接收)到乙发射机中,致使乙发射机误认为其反射能量过大,产生告警动作。

4 NAVTEX 共址干扰解决

共址干扰主要解决手段有几种:

(1)是增加天线间的隔离度,例如天线间距离拉远、天线波束约束、交错极化方向等。对于占地面积以亩计算的中波天线,此方式极难实施。

(2)是增加发信号的频谱纯度,利如提高线性度和谐波抑制度等。此方法主要针对发信号对收信道的共赴干扰,无法应对信道内能量的发射-发射干扰。

(3)是在被干扰端的天线前端增加通带滤波器以隔离本机发信道外的能量倒灌。典型方案为接收机的“预选器”,在对应用在宽频带工作的通信系统时,因为滤波器通带频率要随工作频率变化即可以调节,应用在发射机后端(即天线前端)时通过功率极大且要求Q 值(品质因素)极高以减少插入损耗和过渡带宽,因此较难实现。

针对于当前NAVTEX 台站现状,由于发信机工作频率固定(486kHz 或518kHz),所以不存在设计可调滤波器的困难。只需要设计两个满足大功率和高Q 值的滤波器对应其两个工作频率即可。

5 NAVTEX 中波滤波器设计

针对于NAVTEX 台站的应用,推算出其对滤波器的各性能指标要求:

(1)中心频率:486kHz、518kHz,即NAVTEX 的工作频率。

(2)通带带宽:≥±3kHz,NAVTEX 报发的有用信道带宽。

(3)通带插损:≤1dB,通带内的损耗应尽可能小。

(4)偏离5%中心频率处抑制:≥10dB,NAVTEX 两频率差为6%左右,发射-发射间对隔离要求较发射-接收间低,达到10dB 以上即可。

由此可设计二阶谐振通带滤波器参数如下图,其仿真指标通带插损为0.45dB,阻带抑制15dB,满足设计要求。实物使用镀银铜管制作高Q 值电感,以及超高耐压值的大功率陶瓷电容制作,经测试满足应用要求,NAVTEX 发射机的共址干扰问题解决。

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