科學處置調頻廣播信號對民航通信干擾實例

柯小毅

摘 要：結合實際，針對如何科學處置調頻廣播信號對民航通信的干擾進行了闡述。

關鍵詞：調頻廣播；民航通信；干擾

安慶發射臺地處安慶市長江北岸遠郊的大龍山三號峰，海拔700米，擔負20套中央、本省模擬廣播電視節目和6個頻點的地面數字電視的無線傳輸發射任務，覆蓋皖西南及周邊省市鄉村廣大地區，是安徽廣播電視臺重要的高山骨干臺。安慶市民航天柱山機場就在大龍山腳附近。今年初，接安慶無線電管理處通報，反映我臺轉播發射的安徽交通廣播90.8MHZ干擾安慶市民航應急通訊信道118.05MHZ。接報后，我臺立即向安徽廣播電視臺播控中心和科技處報告，組織指導我臺技術人員與安慶無管處監測人員一起進行分析排查，科學處置了調頻廣播信號對民航應急通訊信道干擾問題，保障了民航飛行安全和廣播電視節目的安全播出。

隨著民用航空機場事業的高速發展，民航無線電專用頻率需求量逐漸增多，民航飛行安全依賴于民航無線電通信和導航系統的安全運行。而另一方面隨著信息化社會的到來，無線電通信事業、廣播電視業務也在快速發展，頻率資源顯得越來越珍貴，電視調頻發射臺工作頻率對民航干擾（互調干擾和串擾）發生機率越來越高。安慶發射臺通過科學查明發生干擾源，厘清干擾形成機理，采用適配的天線極化方式，合理調整多工器濾波腔頻率參數組合，有效解決因頻率、頻道間互調引起的干擾其他合法頻率、頻道問題，維護頻率、頻道使用管理的正常秩序，對既保障廣播電視節目安全播出和有效覆蓋，又保障民航飛行安全具有較好的借鑒意義，本文予以詳細介紹，供同行參考。

1 查明干擾源，厘清干擾形成機理

在運用無線信號傳輸理論與安慶（大龍山）發射臺覆蓋區域環境實際工作頻點綜合分析基礎上，通過多種差頻、和頻計算，查明干擾源產生原因及干擾形成機理。

1.1 實地調查找到干擾源

今年初，由我臺主持，邀請省臺播控中心、科技處、安慶民航、安慶無委等相關專家、技術人員一起到安慶（大龍山）發射臺覆蓋區域進行實地調查分析，共同研討解決干擾的實施方案。在民航技術人員帶領下，對民航周邊多個區域進行實測，確實存在我臺90.8MHz省交通臺頻率干擾問題。隨后到安慶無管處大樓了解情況，通過頻譜分析儀觀察，在118.05MHz頻點存在脈沖干擾源，通過監聽確是90.8MHz頻率發出的聲音。大家都感到非常奇怪，兩個頻點相差很遠，90.8MHz幾次諧波也產生不了118.05MHz這一頻率。這時，大家商討的結果是，正好利用周二下午停機檢修時間，逐步對我臺調頻發射機進行開機、關機實驗，進一步確定干擾源形成原因。先關停我臺所有調頻發射機，只開90.8MHz發射機，觀察結果118.05MHZ頻點沒有出現90.8MHz聲音干擾，然后逐一開啟發射機，當99.5MHZ發射機開機后，90.8MHz聲音干擾出現。這時，大家分析認為干擾源可能來自多個頻點共同迭加產生的結果。經多次實驗監測、分析判斷得出有多種差頻、和頻共同迭加關系存在，計算結果發現：90.8+99.5-118.05=72.25，查詢該頻點，正好是電視三頻道的伴音載頻。經安慶無管處求證，該電視三頻道的歸屬地在懷寧縣高河鎮，是懷寧縣廣播電視臺3kW電視發射機。

1.2 科學論證干擾形成機理

經過實驗找到干擾源后，我們分析干擾形成機理是：當3cH、90.8MHz、99.5MHz同時開機工作時，產生干擾，關停其中任一頻率頻道設備，干擾源消失，干擾信號明顯來自這幾個頻率通過和頻、差頻共同迭加產生。

通過理論分析、多次測試、反復論證，認為由于我臺交通廣播90.8MHZ（5kW）和戲曲廣播99.5MHZ（3kW）共用一副垂直極化天線，很容易產生新的頻率組合，互調后形成190.3MHZ干擾信號，然后同位于民航西北方向的懷寧縣電視三頻道伴音載頻72.25MHZ差頻形成118.05MHZ，造成對民航應急通訊頻道的干擾。如圖1所示干擾信號。

我臺FM90.8MHz和99.5MHz等頻率是上世紀九十年代經省無線電管理委員會批準的廣播頻率，那時節目少，90.8MHz采用一副垂直極化天線單獨發射。而99.5MHz與103.6MHz等四套經多工器合成，采用四層四面水平極化方式發射。近些年來，隨著廣播電視事業發展，節目套數越來越多，鐵塔所能承載的天線安裝位置有限，已經不能滿足一副天線發射一套節目的要求。因此，只能采用多套節目共用一副天線發射?？紤]到頻率相近節目不能放在同一組多工系統中合成輸出，以免多工器調試不好產生互相干擾，遂將90.8MHz和99.5MHz安排在同一多工系統，采用垂直極化方式進行發射。另外，90.8MHz發射的省交通廣播節目，同時也是省應急廣播平臺，所發射的功率為5kW，比99.5MHz的3kW、3CH伴音載頻0.3kW都要大的多。因而，聽到FM90.8MHz節目內容的干擾信號也就不足為奇了。

2 科學分析干擾區域環境，改變天線極化方式消除干擾

2.1 天線極化方式對環境區域的影響分析

根據天線理論知識可知，水平極化天線具有良好的遠區場強分布，在同樣的發射功率下可以覆蓋更大的范圍，但水平極化天線的近區場強分布差于垂直極化，特別是在潮濕、多水、多樹林等環境條件下，由于水平極化天線極化偏轉的原因，垂直極化天線的近區接收效果優勢明顯。我們移動接收的要求和移動本身的無規則性，對接收天線的要求來說，應該是全向接收。而垂直極化接收天線很容易實現水平面內360°全向接收。因此在移動接收時垂直極化的天線更合適。在發射天線采用垂直極化、接收天線也采用垂直極化天線時，移動接收效果明顯優于其它組合方式；如果發射天線為水平極化，則垂直極化接收天線所接收到的入射波功率將大為減弱。因此，對于全向天線來說，最簡單、最經濟的就是垂直極化鞭狀天線（天線振子軸向與地面垂直），這樣，除了可以解決雨雪天氣下接收性能惡化的問題，還便于車載安裝，降低接收端的造價。當前，移動電視主要考慮的是城域覆蓋，所以，垂直極化發射天線被廣泛用于移動數字電視無線覆蓋工程中。

2.2 改變天線極化方式，消除對民航的干擾

而安慶發射臺90.8MHz、99.5MHz戲曲廣播恰恰采用的是垂直極化天線，因此坐落在大龍山腳下的民航應急通訊信道頻點118.05MHz很容易受到干擾，由于90.8MHZ是全省同頻交通廣播，經過認真考慮最后確定改變99.5MHZ天線極化方式，增大生成干擾信號頻率點的垂直隔離距離和水平隔離距離，避免饋線互相靠近平行敷設，降低產生干擾信號的可能性。通過對干擾區域環境現狀分析，采用改變發射天線極化方式的方法，達到主動消除對民航干擾的目的。改變以往通過降低發射功率、犧牲覆蓋面的被動做法，來降低對民航的干擾問題。

3 改變多工器工作頻率，降低帶外干擾

通過調整多工器中濾波腔參數，改變兩只濾波腔的諧振頻率（將99.5MHHz和95.5MHz進行互換），調整1/4波長同軸諧振腔參數，調節電感、分布電容，使諧振腔的Q值調的盡量高，頻率選擇性更好，插入損耗更小，減小帶外干擾，減少發射端生成互調干擾的可能。從而，減少對其他合法頻率的干擾。

我臺90.8MHZ、99.5MHZ采用多工器工作在一副垂直極化天線發射，現將原99.5MHZ（垂直極化）改頻為95.5MHZ（垂直極化）；再將原95.5MHZ（水平極化）改為99.5MHZ（水平極化）。

改頻前90.8MHz和99.5MHz共用天線連接工作情況如圖2所示。根據上述理論分析制定了排除方案，我們邀請上海明珠公司技術人員來我臺調試多工器，對原工作在垂直極化天線的99.5MHz的多工器進行改頻至95.5MHz頻點，再將原工作在水平極化天線四工的95.5MHz的多工器進行改頻99.5MHz頻點。通過這樣調整，解決了對民航118.05MHz應急通訊信道頻率的干擾問題，如圖4所示。

改頻后讓生成干擾信號的99.5MHz發射天線工作在水平極化方式上。通過這樣改頻調整后，使得兩套干擾頻率發射機工作在不同極化天線的同時，還加大了互調干擾頻率的垂直隔離距離和水平隔離距離，各系統的隔離度更符合要求，減小產生干擾信號的可能性；

根據發射機的工作頻率設置發射機多工器的工作組合以及天線極化方式的調整來解決由于頻率間互調干擾其他合法頻道的問題，維護頻率、頻道使用的正常秩序，保障頻率、頻道使用的安全穩定。

經過調試以后各個指標均符合要求，下面是改頻調試多工器時拍攝的圖片，如圖5所示。

綜上所述，由于重新合理優化組合使用多工器，在減少調頻廣播頻率對民航干擾的同時也不影響安慶發射臺節目安全優質不間斷播出。根據天線工作理論和發射臺實際工作相結合，通過改變產生互調干擾頻率間水平隔離距離和垂直隔離距離、發射天線極化方式，系統的隔離度更符合要求，為減少民航干擾和優質播出提供了保障。

通過優化組合我臺現有資源，在不增加任何設備和費用開支的情況下，科學合理地處置了我臺調頻廣播對民航應急通訊信道頻率的干擾，順利完成了對安慶民航應急通訊頻道的干擾問題，排除了民航飛行安全隱患，做到了不花錢辦成事。由于采用了通過現有設備將干擾頻率分別工作在不同極化、不同位置的發射天線，沒有增加任何設備投資，節約了大量成本，同時及時排除了這一影響飛機安全飛行的安全隱患，產生了較好的社會效益和經濟效益，安慶無管處、安慶市機場給我們出具了用戶報告，給予很高評價。