甘肃省某县调频广播发射机干扰民航通信解决方案

发射基站地理环境

甘肃省某县地形为东西两面环山，南北峡谷地形，该县广播电视发射基站选择在西山山腰处，邻县机场距离该县发射基站东南方向直线距离约80 km，该发射站点恰巧在机场的航线正下方，垂直距离约4 km。距离广播电视发射台的北面约500 m位置有一个市无线电管理委员会（下简称无委会）的监测点。发射机站大致地形如图1所示。

图1  发射机站大致地形图

铁塔及天线情况

铁塔高度为40 m，位于机房左侧20 m的高处，馈线通过桥架到机房内部，铁塔第一平台上面是两层四面面包板天线；第二平台距离第一平台高度为6 m，第二平台的东面安装了一副双层单偶极子发射天线，西北面和西南面分别安装了两付双层单偶极子发射天线，发射的频率分别是99 9 MHz、104 1 MHz、106 9 MHz。第二平台的东南面和西北面分别安装了一副电视缝隙天线。

机房设备

发射机房为2层楼平房，发射设备主要摆放在一楼的发射机房，与值班室为玻璃隔断，机房设备有3套调频广播发射机，发射的节目分别是：甘肃新闻综合、甘肃农村广播、中国之声，两台1 kW数字电视发射机分别是20 CH和46 CH，空调、前端信源设备、UPS、稳压器、监测设备、发电机等。

民航局反映情况

飞机飞过该县城上空的时候，听到了电台的串音，并报告给民航局具体位置，民航局委托市无线电委员会监测车辆单独到该县城测试，监测车辆和无线监测点测到的数据一致，在110 MHz~137 MHz之间存在多个调频信号，解调出来的声音是两个电台的声音混合音。

无委会监测点的无线电频谱情况

根据民航局反馈的情况，固定监测点监测设备测到的频谱图如2所示。

图2监测到的频谱图

频谱范围是88 MHz~137 MHz，通过图2可以看出前3个比较高的信号分别是99 9 MHz、104 1 MHz、106 9 MHz，99 9 MHz前面这一段是非常干净的，106 9 MHz~137 MHz之间存在约20个信号，通过Maker指针锁定比较高的信号，并通过仪器自身喇叭解调出来的声音正是我们发射台播出来的声音，并伴随另外一个声音。

综合因素分析步骤

(1)由于原发射机已经使用多年，用户首先考虑是发射机带外信号不干净引起了干扰，于是第一步使用其他某知名品牌发射机替代了原来旧发射机发射，测试出来的频谱图和原来无明显区别，仍然有干扰信号。经测试频谱无变化，因此发射机不是引起干扰的根本原因。

（2）利用频谱仪对单台发射机的输出监测口进行带外信号测试，测试得到的频谱图如图3所示。

图3 测试得到的频谱图

通过图3，可以看到发射机带外信号抑制度在-74 dB，完全满足国标对带外信号抑制度的要求。变量：测试点位（空收改为设备检测口测试）。现象：频谱干净。结论：发射机的带外信号抑制度满足国标要求，进一步否定了是发射机带来的干扰问题。

（3）3台发射机关闭其中任何两台，单开一台发射机，频谱干净，无干扰信号产生。

变量：发射机开机数量。现象：频谱干净，无多余带外信号。结论：干扰信号是两部或者3部发射机同时开机产生的谐波信号。

（4）考虑到天线安装位置太靠近，且在同一高度水平距离小于2 m，可能是天线互相耦合信号，进入发射机末级功放，从而由功放产生的谐波，杂波。现场改变天线的安装位置，把西北面的发射天线挪到第二平台东南面以下3 m位置安装，观察频谱图，效果明显，如图4所示。

图4频谱图效果明显

变量：天线的安装位置。现象：频谱比之前干净多了，且接收不到干扰信号。结论：天线耦合反馈到发射机功放的可能性大大增加。

（5）考虑到水平方向同一层安装3副天线，耦合信号过大，进入发射机功放后产生的谐波过多，且谐波落在了航空频段，对民航通信造成干扰。于是把3副天线垂直排列，且垂直间隔高度为3 m。经过了一个星期的发射，飞行员反馈的信息并无干扰产生。但最下面一副天线变动位置之后，对县城的覆盖范围缩小了，损害了电台原来的覆盖面积。变量：3副天线的安装位置。现象：飞行员反馈对民航通信无干扰。

无委会检测到频谱时而闪烁时而正常。结论：调频发射天线的安装方式和安装位置直接影响到天线直接的隔离度、耦合度。无委会检查设备分辨率和前置放大噪声过大，通达衰减对不同强度的信号自适应调节较弱。

（6）现场改变天线安装位置的方式虽然解决了干扰的问题，但是带来了另外一个新的问题，就是覆盖效果和以前相比，下面两幅天线的效果明显变差。为了解决这一问题，使3部发射机的覆盖效果达到基本一致，又不引起3副天线互相耦合的情况，选择共用一副发射天线，增加一副全频段大功率的调频发射天线和桥式三工器，桥式三工器采用双带通滤波器，通过电桥的方式把台发射机的输出信号合成一路信号，通过一根馈线到一副天线发射出去。此方法不但解决了天线互相干扰的问题，也解决了天线高度不够覆盖效果不佳的问题。关键点：双层单偶极子发射天线满足调频全频段驻波＜11 5，功率容量大于1 5 kW。三工器需采用六腔滤波器两两组合而成，且输入到输入端口隔离度＞5 0 dB，输入端到输出端擦损＜0 5 dB。变量：更新了发射天线（全频段），增加了调频三工器。现象：民航局经过对多个飞行员的回访，已经没有干扰民航通信。但市监测站仍然看到频谱不干净。重点怀疑监测信号的仪器精度有误，仪器自身噪声引起仪器内部出来的信号不干净，给我们传达一个错误信息。

（7）降低发射功率，降低到80 W后，辐射场强变弱，仪器频谱就显示非常干净，同时也对民航不造成干扰。进而说明是因为无委会的监测设备监测天线距离广播电视发射台太近（直线距离小于200 m），通过接收天线下来的信号超过了监测设备端口的门限值，引起仪器内部放大失真，测试端口通道进一步放大后，仪器内部产生带外杂波而误导监测人员。

变量：发射机功率减弱。现象：监测仪器频谱干净。结论：监测点距发射台距离太近，造成仪器端口饱和，使得仪器自身谐波呈现到频谱图上，给观众一个错误信息。

问题确诊

(1)问题一：3部发射机的输出信号互相串入到其他两部发射机的功放中去，从而使得调频功放管对多路信号进行放大，全固态调频功放工作在甲乙类，对多路信号放大后会产生更多的副载波，更多的杂波信号落在民航通信频段，从而影响了民航飞机正常通话。

为何3台发射机的信号会进入到其他发射机内部呢？并非发射机的屏蔽不好，而是因为调频发射天线安装存在问题，从一开始安装在同一平面且距离较近，就是错误的。水平隔离度达不到要求，天线直接发出的信号互相耦合，发射天线即是接收天线，接收到另外两部发射机发出来的信号，通过馈管直接反馈到发射机的末级功放。早期规划天线安装位置存在错误，引起后面的干扰事件。

（2）问题二：监测台的仪器接收到的信号已经饱和，监测台选监测站点时应该避开强磁场强辐射的区域，尽量选择在电磁信号相对干净、地理位置相对开阔的位置。仪器的监测端口信号输入电平为40~120 dBμV，一旦超过这个值，需要调节仪器自身的通道衰减，否则会信号过强，引起监测设备信号饱和，监测数据不准确，误导工作人员，从而偏离事件的真相。

解决问题的实施情况

弄清楚事件原因之后，就有针对性改变天线的组合方式。以前是3台调频发射机独立的馈线上的3副调频发射天线，但是由于铁塔安装位置的局限性和对覆盖效果的追求，天线必须安装在铁塔较高的位置。综合以上几个因素，最佳的办法就是在机房增加调频三工器，共用一根馈线和共用一副发射天线进行三个频点的发射覆盖。

由于周边高处没有可以利用的铁塔，检测台设备暂时不改变位置，给监测仪器的厂家反映了此问题，仪器厂家对仪器进行了软硬件升级，增加仪器可调射频衰减器组件，针对输入信号的强弱，调节输入仪器的电平范围，使其得到最佳的监测值，数据更准确。

结论

无线电信号与信号之间的交调、互调在某些特定的场合、特定的地点、特定的时间，就会无意间产生新的产物出来。本次新产生的频率，通过计算，都是原频率的倍频和差频出来的新频率。F(x1)=2 f1- f2或者是F(x2)=2f2-f1，如果是3部发射机同时开机，这个 F(x) 就会有更多的排列组合。套用这个公式，我们可以计算出新产物频率，并且新频率能够同时收听到f1和f2上面的两个声音。

对于复杂的干扰案例，无线电是看不见摸不着的东西，必须借助仪器帮助我们分析问题，我们更应该熟悉我们的信号测试工具的原理，利用好它，冷静思考，一步一步排除问题，最终把问题范围缩小。有可靠的测试数据，经过进一步的分析，就会很快把问题的真实原因找出来。

仅以此案例分享给读者，希望在遇到类似干扰问题时，按照此思路步骤来分析，或有所帮助。

作者：叶波

来源：《中国有线电视》第2期