舒 涛

（中国民用航空飞行学院，广汉 618307）

VHF通信是全世界主要的航空移动通信方式，能够提供快捷、便宜而可靠的地空通信。提供飞机与地面台站、飞机与飞机之间进行双向话音和数据通信联络。VHF通信在空中交通管制中起着重要的作用，直接为飞行提供服务，为飞行安全提供保障，VHF通话质量的好坏直接影响飞行安全，互调干扰对VHF通信的影响比较严重，所以有必要对互调干扰的产生原因、对VHF通信的危害以及其抑制方法进行研究。

1 VHF通信互调干扰及其产生原因

互调干扰是指几个不同频率的信号通过非线性电路时，会产生与有用信号频率相同或相近的频率组合，而对通信系统构成的一种干扰[1-3]。VHF通信互调干扰指两个或两个以上的频率信号同时输入到VHF通信系统的发射机或者接收机的时候，由于电路存在非线性而产生另外一个频率信号，如果这个频率刚好和有用信号的频率相同或相近同时能够通过发射机或者接收机，而对有用信号产生的干扰。互调干扰对VHF通信的通话质量影响非常严重，甚至会使信号失真，影响地面管制员和飞机上的飞行员之间的通讯从而影响飞行安全。互调干扰频率各频率之间的关系如公式（1）：

式中，f1为基频1；f2为基频2；f3为干扰频率；x和y代表系数。

两台以上的发射机同在一个地点时就可能产生互调干扰，互调干扰的形成过程如图1所示。图中，f1为发射机1的信号，f2为发射机2的信号，当发射频率f1从发射机1出去通过发射机2并进入功放与发射频率f2调制产生新的频率f3。

图1 互调干扰的形成过程

互调干扰的过程都是从多线程发展到单线程，在这个过程中末级的非线性通道会出现信号互调，从而出现电磁干扰，干扰通信系统正常运行。其中三阶互调影响最严重。

三阶互调指两个或两个以上的信号在一个线性系统中，由于任何线性系统都存在非线性，使其中一个信号的二次谐波与另一个信号的基频混频后所产生的寄生信号。如一个线性系统中有f1、f2两个信号，2f1为f1的二次谐波，会与f1产生2f1±f2的寄生信号。由于f2是一阶信号，而2f1是二阶信号，他们的合成信号2f1±f2为三阶互调信号。由于这个三阶互调信号是在调制过程中所产生的，所以我们称它为三阶互调失真信号，它的产生过程我们称之为三阶互调失真。由于系统中的两个信号f1和f2的大小差不多，所以2f1-f2、2f2-f1的大小也和f1、f2的大小差不多，这样产生的三阶互调失真信号2f1-f2、2f2-f1就会对原始信号f1和f2产生干扰，这种干扰就是三阶互调干扰。如果一个复杂的线性系统中有f1、f2、f3三个信号，他们产生的三阶互调更为 复 杂， 有 2f1±f2、2f1±f3、2f2±f1、2f2±f3、2f3±f1、2f3±f1， 还 有f1+f2-f3、f1+f3-f2、f2+f3-f1。同时还会产生更高阶的五阶、七阶等互调干扰，由于互调干扰的阶数越高造成的干扰越小，所以在这里不考虑。

2 VHF通信互调干扰的分类和危害

2.1 互调干扰的分类

在VHF通信中，由于电路具有非线性，所以VHF通信系统很容易产生互调干扰。根据互调干扰所产生的位置不同，将VHF通信互调干扰分为接收机互调干扰、发射机互调干扰、外部效应引起的互调干扰和广播电台引起的互调干扰四种。

（1）发射机互调干扰。发射机互调干扰指由发射机所产生的互调干扰。发射信号在发射过程中与干扰信号由于发射机的功率放大器存在非线性，使一部发射机的信号进入到另外一部发射机，而产生互调干扰，发射信号与其他信号之间相互调制产生新的互调频率，对其他接收机产生干扰。（2）接收机互调干扰。接收机互调干扰指由接收机所产生的互调干扰。VHF通信接收机的前端电路非常复杂，混频器和高频放大器都存在非线性特征，如果接收机接受的无线电信号之间存在互调关系，就会产生新的互调频率，对接收机产生干扰。（3）外部效应引起的互调干扰。外部效应引起的互调干扰指由自然环境、天气状况、外部电台等因素引起的互调干扰。VHF通信系统包含馈线和天线，他们之间的连接主要是靠接头，这些接头以及接触点如果接触不良就会在强RF电场的作用下产生干扰，由于馈线、天线以及接头可能是不同种类的金属材质，他们之间的接触也会引起非线性而产生干扰。这种互调干扰比较复杂，会随着环境的温湿度、季节的不同等因素的变化而变化。非法设置的电台在频率与VHF频率相近时也会对VHF产生干扰。（4）广播电台引起的互调干扰。在我国广播电台的频率范围在88MHz至107.9MHz之间，VHF通信的频率范围为118.000-136.975MHz。VHF频带包含了广播电台频段，如果广播电台和VHF通信系统之间未采取隔离措施，他们之间就会形成互调干扰。民航广播的发射机功率高达上千瓦，如果VHF通信频率和发射机的输出频率一致或者接近，VHF通信信号的接收就会受到影响。

2.2 互调干扰的危害

互调干扰不会对VHF通信通话质量造成严重的影响，使通话质量下降，从而影响飞行安全，同时还存在着以下危害。

（1）对发射机的危害。VHF通信工作时需要将通话质量调整至最佳状态，此时通过发射机的电流最小，其工作频率f0正好在最佳谐振点上。如果产生互调干扰使电路失调，通过发射机的电流就会增加，导致发射机的电量和电路负担会随之增高，进而引起相关零件发热，最终造成发射机使用寿命缩短或是零件损坏[4]。（2）对有效功率的危害。VHF通信的发射功率包含工作频率f0的功率和所产生的互调频率的功率，当有互调干扰产生时所产生的互调频率的功率就会增大，从而工作频率f0的有效功率就会减小，影响发射机的正常运行。（3）对空间电磁波秩序的危害。发射机的互调干扰所产生的互调频率再与其他发射机产生互调干扰时就会产生新的互调频率，发射机的数量越多所产生的互调频率就越多，VHF通信台站的上空就会出现大量的无序频谱能量。在众多的频率中可能会有和差转接收机的频率相同的情况，从而影响空间电磁波秩序。

3 VHF通信互调干扰的抑制

3.1 发射机互调干扰抑制

在VHF通信系统中，发射机具有非常重要的作用，所以保证发射机不受干扰显得尤为重要。抑制互调干扰最直接的方法是阻止发射信号干扰或入侵所产生的互调干扰，可以通过改进VHF通信的天线匹配和发射机的末级功放性能的方法来实现。在选择VHF频率时，首先对预选频率进行互调干扰模拟计算，选出没有三阶互调的频率也会减少发射机互调干扰。VHF通信设备的基本都是共用一套天线系统，在各发射机与天线之间装上单向隔离器或腔体滤波器与单向隔离器的组合器件可以减少发射机互调干扰。隔离器的正向损耗一般比较小在0.4～0.6dB之间，但是反向会对信号造成很大程度的衰减，衰减为-25dB以上，带宽为20MHz以下。所以，安装隔离器可以大幅度降低外界干扰信号对发射机的影响，对互调干扰进行有效预防[5]。

3.2 接收机互调干扰抑制

接收机也是VHF通信系统的重要组成部分。无线电信号的传递都是相互的，信号会不断的在地面信号和空中信号之间进行转化，设备要正常运行信号稳定有效的接收就需要调整接收机的接收频率，减少接收机的非线性，改善接收机的互调指标，增加回路级别，从而较少接收机互调干扰。在接收机的前端加入滤波器来对干扰信号进行处理，把干扰信号过滤掉，减小干扰信号的强度。在接收机前端加入信号衰减器，使互调干扰减少[6]。

3.3 外部效应互调干扰抑制

外部效应对VHF通信产生的互调干扰比较复杂。VHF通信的外部环境随时都在发生变化，他们的变化都可能引起互调干扰。应该掌握无线电通信受天气、气候等因素的影响规律，同时应该加强干扰信号的监测和定位，对干扰信号源进行查找，并对产生干扰的原理进行分析，找出产生干扰的原因，从而从根本上阻止干扰的发生。发射机的配件、接头、馈线等都属于外部原因，预防这类干扰的办法在于加强VHF通信系统的维护保养工作，随时对容易产生干扰的地方进行检查，来减少他们带来的互调干扰。

3.4 广播电台互调干扰抑制

广播电台互调干扰无法通过技术手段来阻止，只能通过查找到干扰源，然后对干扰源进行分析，如果是非法广播电台就要将其关闭，如果不是非法广播电台，则通过调整广播电视频率或者调整VHF通信频率来是他们之间不产生互调干扰从而减少广播电台对VHF通信的互调干扰。

4 结束语

VHF通信的互调干扰对VHF通信的影响非常大，直接降低通话质量，间接的对飞行安全带来影响。管理部门要了解互调干扰产生的原因，有针对性的采取必要的措施来减少VHF通信互调干扰，提高VHF通信的通话质量，确保飞行安全。