互调干扰

拼音：hù diào gān rǎo

当两个或多个干扰信号同时加到接收机时，由于非线性的作用，这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机，其中三阶互调最严重。

互调干扰 - 三阶互调干扰

三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波(二阶信号)，另一个信号是基波信号(一阶信号)，他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。由于F2，F1信号比较接近，也造成2F1-F2，2F2-F1会干扰到原来的基带信号F1，F2。这就是三阶互调干扰。既然会出现三阶，当然也有更

高阶的互调，这些信号不也干扰原来的基带信号么?其实因为产生的互调阶数越高信号强度就越弱，所以三阶互调是主要的干扰，考虑的比较多。不管是有源还是无源器件，如放大器、混频器和滤波器等都会产生三次互调产物。这些互调产物会降低许多通信系统的性能。

所表明的是确切含义是，一个线性系统所包含的非线性系数的大小。这个指标对于大动态放大器是一个非常重要的技术指标。测试这项指标使用的测试仪器主要是频谱分析仪。对于不同指标要求的三阶互调失真，需使用不同性能的频谱分析仪，对三阶互调失真要求越高，对频谱分析仪的要求就越高。在60-70dB的三阶互调失真，用Agilent的8591就可以分析。

互调干扰 - 定量分析

为了提高频道利用率，移动通信系统通常采用多频道共用的组网方式，由M个移动台共用N个频道(M>>N)，移动台通过基地台选择的某个空闲频道进行通信，当一个移动通信系统岸N个等间隔配置工作频道时，整个系统的互调干扰大致可分为：由移动台接收机形成的互调干扰;由基地台接收机形成的互调干扰;由基地台发射机互耦形成的互调干扰;由移动台发射机互耦形成的互调干扰;由移动台、基地台发射机互耦、在移动台发射机形成的互调产物对移动台接收的干扰;由基地台、移动台发射机互耦、在基地台发射机形成的互调产物对基地台接收的干扰。下面就上述六类互调干扰做简要的定量分析。

(1)由移动台接收机形成的互调干扰

当基地台几个频道同时发信时，由移动台收信部分前端电路的非线性所产生的互调干扰属于同频干扰。

(2)由基地台接收机形成的互调干扰

当两个或两个以上移动台在临近基地台的区域内同时发信时，同样会使基地台接收机形成互调干扰。这类干扰的EI和EC无关，而式(2)中的D(N，P)项可以不考虑。当EI=EIMAX、EC=ECMIN时，例如有M1、M2、M3和M4四个移动台同时工作，其中M1、M2、M3在基地台附近，而M4在服务区边缘(ECMIN≈ES，ES为接收机的灵敏度指标)，

(3)由基地台发射机互耦形成的互调干扰

此类干扰对于本系统移动台属于同频干扰。如果系统的所有频道都在工作，只要互调产物比信号低15dB以上，干扰产物对移动台接收机输出信扰比影响就不大。但若有某个频道不工作，例如对N=4的系统，fBT1、fBT2、fBT3工作，fBT4不工作，三阶互调Ⅱ型产物：fBT2+fBT3-fBT1=fBT4=fMR4，有可能造成移动台接收机错停频道及呼损。对于相邻系统来说，此类干扰属于杂散辐射，必须比在波功率低60dB以上(或小于25uw)。

(4)由移动台发射机互耦形成的互调干扰

设基地台附近有两个移动台、在系统服务区边缘有一个移动台同时工作(如图2所示)。由基地台附近的两个移动台发射机互耦形成的互调产物有可能影响基地台对来自服务区边缘的那个移动台信号的正常接收。此类干扰时一种瞬间随机干扰，当移动台较少时，影响不大。

(5)移动台、基地台发射机互耦，在移动台发射机形成的互调产物对移动台接收的干扰

(6)由基地台、移动台发射机互耦、在基地台发射机形成的互调产物对基地台接收的干扰

总之，较严重的干扰是(1)、(2)、(4)类干扰，在进行工程设计时必须认真进行定量分析。

互调干扰 - 危害性

人们对互调干扰有错误的认识，认为干扰是对别的寻呼台干扰，其实不然，互调干扰大概有以下几种危害。

1、对发射机的危害

当发信机调试好后，它的工作频率fO是处在输出电路的最佳谐振点上。这时电路的电流应是最小。反之，电路工作失谐，元件发热严重，大大增加发信机的故障率，减少其寿命。

2、降低有效功率

发射机的功率测量采用直通式功率计，有一定的带宽(有的带宽达1千MHz)。由于功率是频谱能量的积分，所以，直通式功率计测出来的功率是有效主频功率和无用的互调产物功率总和。如功率计显示100W，有可能实际主频fO的功率仅有80W。其余20W是互调产物的功率以及杂波分量之功率(见图2)。

3、畸变主频fO的频谱

主频频谱畸变后(见图3)，使Bp机收到射频的信号，经解调，数据相位将发生严重的抖动，使BP机产生误码。(标准的抖动应小于1/4t)。结果是大大减少了系统覆盖的范围。

4、干扰空间电波秩序

互调产物也是由发射机发出的射频能量信号，该信号与另一台发射机再次互调，还会产生另一个互调产物。所以，在发射机多的基站上空，有许许多多无序频谱能量，有的人称之为背景噪声。这些信号，与其它差转接收机频率或寻呼Bp机频率相同的概率非常之大。因而，治理由互调干扰引起空间电波秩序紊乱是刻不容缓的。

互调干扰 - 消除方法

合理地分配频率资源，发射机与发射机之间拉开距离，是解决互调干扰最有力的方法。但是，由于频率资源紧张，可安放基站的有利制高点也有限，从而使许多发射机拥挤在一块，势必产生空间污染。为此，国家无委[1998]101号文件规定了寻呼发射机应加装单向器或单向器与滤波器的组合器件，以及一系列相关的技术标准。下面对几种抗干扰器件作简单介绍。

1、单向器

单向器又称单向滤波器、单向隔离器。它是从微波器件—环行器原理上发展起来的，专门为无线寻呼发射机设计，具有吸收从外界通过天馈系统进入发射机的干扰信号之能量，以及有保护发射机，减少故障率等功能。

单向滤波器由精密烧结和研磨的旋磁、恒磁为主，配以微带电感、电容、电阻、腔体等组成耦合、谐振、滤波电路。在旋转磁场作用下，电磁波信号具有单向传递的特性。信号旋转120度几乎无损伤地从输出端出去;外界的信号，从输出端进入，同方向旋转120度进入吸收端变为热能散发掉(见图4)。

单向滤波器的电气特性：要求正向插损非常小，小于0.3∽0.5bB;而反向特性要求吸收能量越大，频率带宽越宽越佳，要求在20MHz带宽内，能降低能量25dB以上。所以说，单向滤波器是有吸收在发射机主频率左右由外界倒灌进入的干扰信号，以至抑制互调产物的功能。

单向器的技术指标主要有三项：

(1)正向插入损耗

发射机加上单向器后，将损失功率0.3∽0.5dB(对于100W发射功率来说约7∽10W)。

(2)反向隔离度和反向隔离带宽

这项指标是指吸收外界干扰信号的能力，国家无委的Ⅱ类标准为中心频率fo±10MHz带宽之内应优于25dB，fo±5MHz带宽之内优于30dB。

Ⅲ类单向器采用双结方式(即两个单向器复合而成)，其该项指标可以做到fo±10MHz带宽之内优于40dB，而fo±5MHz带宽之内优于50dB。由于插损比较大(两个单向器之插损)，用户不愿接受。

(3)驻波比

驻波比是评价单向器接口是否匹配地一个重要指标。小于1：2：1，做得好的小于1：1：1。即在100W发射功率时,反射功率不大于0.8W。

2、带通滤波器

在抑制杂波和抵抗外界干扰的作用中，带通滤波器与单向器的作用互补。单向器是带内单向滤波，而滤波器是带外的双向滤波(特性曲线见图5a和图5b)。

常用的滤波器分为多腔镙旋滤波器和单腔同轴滤波器(俗称炮筒)。前者体积小，热稳定性好，缺点是3dB带宽较宽，后者恰好相反。

在抑制互调干扰的作用上，由于滤波器有一衰减很小的通带，所以，当两个产生互调干扰的发射机频率相邻很近时，是不能消出互调干扰和互调产物的。

评价滤波器性能的技术指标也有三项：

(1)插入损耗要求0.3∽0.4dB。

(2)25dB带宽指的是阻带特性在衰减25dB时带宽越窄越好。

(3)驻波比应小于1：2：1。

3、隔离滤波器(即单向器+滤波器)

隔离滤波器是由单向器和腔体滤波器的组合而成，它集中了两者的优点，使其隔离带宽非常宽，隔离度非常深，对杂波和互调干扰的抑制有很好的功效。隔离滤波器的正向特性曲线相近于滤波器的特性曲线，而反向特性曲线如图6。

(1)正向插入损耗

国家无委标准为小于1dB，实际上做得好的可小于0.7dB。(在100W发射功率下约15W)。

(2)反向隔离度

带宽大于200MHz，而衰减最差处(中心频率左右)的衰减也就大于30dB。好的可达40dB以上。

(3)驻波比应小于1：2：1