無線電干擾分辨與定位方式探討

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本文作者：先巴才旦 單位：青海省海西無線電管理處

干擾信號的區(qū)分與甄別

多數情形下我們所掃描測試的頻段里有若干個長發(fā)信號，那么如何在多個長發(fā)信號中區(qū)分與甄別出干擾信號？本人結合工作實際歸納了查看頻譜圖、監(jiān)聽語音、計算等7種方法。

查看頻譜圖法（見圖1、圖2）。查看頻譜圖是最簡單的準則，因為我們可以充分了解系統(tǒng)的頻率頻寬以及期望觀察的頻帶范圍。可以透過設定足夠寬的頻率范圍將受影響的接收器信號及鄰近的干擾信號均包含在內，用排除法找出干擾頻率。通過頻譜圖識別出干擾信號，需要無線電管理執(zhí)法人員事先完成一定的基礎性工作。大多數監(jiān)測設備屏幕顯示清晰，其高亮無反光顯示屏幕即使在強烈日光下顯示仍然十分醒目，是判定干擾最直觀和有效的手段。在利用頻譜圖查找干擾前，頻譜圖數據庫里要預存現有環(huán)境中有用無線電信號發(fā)射情形下的頻譜圖。頻譜圖可以實時地將不同的信號反映出來，當產生干擾時，業(yè)務人員在第一時間調出預存頻譜圖與有干擾時的頻譜圖進行對比分析，注意有干擾時頻譜圖上新出現的信號，有可能就是干擾頻率，鎖定疑似干擾頻率，其占用帶寬、電平等參數在頻譜圖里一目了然，再進一步進行監(jiān)聽、測試占用帶寬、進行AM/FM解調監(jiān)聽等操作，最后確定干擾源。

監(jiān)聽語音法。日常無線電監(jiān)測發(fā)現不明信號，就應該首先進行監(jiān)聽，初步判斷干擾源的通信類型，是話音還是數據，有可能的話還要進行相應的解調分析，可以通過監(jiān)聽其模擬信號內容，提取有價值的信息，確定設備使用者從而找到干擾源。對話音或解調出的數據信息進行分析，對于有話音信號的在開啟測向等功能的同時逐一進行監(jiān)聽，還要同時打開錄音監(jiān)聽功能，實時錄制語音，從而識別出話音信號的使用者。如：市場管理者使用的對講機里除了市場調度內容外還可聽到市場熱鬧的背景噪聲。考試作弊語音信息里包含諸如A、B、C、D或1、2、3、4等傳輸答案話音。在五花八門的話音信息中我們可以對干擾信號作出大概判斷。

計算法。當某一信號無法判定其是否為干擾信號時，在已知若干個有用信號發(fā)射頻率的前提下，我們還可以通過對發(fā)射互調公式、接收互調公式、鏡象干擾公式和接收寄生干擾公式的分析計算，算出很多個可能的干擾頻率，供同步跟蹤查找。如三階一型互調干擾計算公式：f0=2f1-f2或f0=2f2-f1；三階二型互調干擾計算公式：f0=f1+f2-f3；鏡像干擾=f1f0=fb±fz(fb為本振頻率，fz為中頻頻率)；同頻干擾：f0≈f1。將計算結果與受干擾頻率進行比較，如果可疑頻率與計算結果頻率相同或接近，我們就可以確定該頻率即為與計算公式對應的干擾類型，進而對形成組合的頻率判定其為相應干擾信號；也可通過互調分析軟件計算出可能的互調頻率組合，來分析干擾是否為互調干擾，進行重點監(jiān)測。

設備檢測法。測試雜散發(fā)射限值是無線電設備檢測的主要內容之一。雜散發(fā)射限值的測試能夠幫助我們發(fā)現由設備自身性能差而造成的自身干擾。無線電發(fā)射設備的雜散發(fā)射是產生通信干擾的重要原因，由于雜散發(fā)射超過限值就產生了自身干擾。自身干擾在無線電干擾中占有相當大的比例，近年來青海省海西無線電管理處查處的干擾類型中自身干擾占到50%左右。自身干擾通常是由于天線、饋線、高頻濾波器接觸不良或不同金屬相接觸以及由于元器件的老化、氧化等原因造成的無用信號發(fā)射并相互調制而引入的干擾。這類干擾在進行設備檢測時排查解決。

占用帶寬判定法。多數無線電用戶開展的業(yè)務對頻帶占用帶寬有嚴格要求，因此，通過干擾信號的帶寬也能大致分辨干擾的來源（見表1）。

停機實驗法。停機實驗法的前提是在已知多個與受干擾頻率相關的頻段內多個疑似干擾強信號的前提下，通過逐一關停并觀察干擾變化情況，如果關停某個發(fā)信機干擾完全消失，即可直接找到干擾源。

查看干擾信號的其他特征。除語音、帶寬等以外，還可以通過干擾信號的功率電平、監(jiān)測設備靈敏度等表現特征判定干擾的類型，如：干擾信號僅與有用信號同時出現，則可能是交調干擾或大信號阻塞干擾；將受干擾電臺的接收天饋線直接接到測試系統(tǒng)測量接收機的中頻頻率、鏡頻干擾，在同樣解調方式下與受干擾信號聲音特征相同，那么該干擾就是中頻干擾、鏡頻干擾；在測試系統(tǒng)與受干擾電臺的接收天饋線之間加裝衰減器—濾波器—放大器，再測試，如果在受干擾頻率附近有大功率電平強信號，記錄其強度、帶寬等特征，作為受干擾電臺的信號源，如果受干擾電臺能收到信號，那么干擾就是鄰道干擾。

干擾定位五種常用方法

查處干擾流程中干擾定位是關鍵中的關鍵，通常有最大場強定位估算距離定位法、測向交叉定位法、語音判別法、近距離聽收信機嘯叫等等。

最大場強逼近定位法。最大場強逼近定位通常由便攜式測向機完成，便攜式測向機在復雜的環(huán)境中，通過改變天線的指向和移動測向機的位置，使場強數值由小到大改變，按照與信號距離和場強值成正比原理，配合定向天線標注強度方向，逼近信號源，定位干擾電磁源。一般在開闊地環(huán)境中，以MG3700A標準信號源、pr100手持測向機為例，根據自由空間頻率衰耗公式：L（dB）=32.45+20lgd(km)+20lgf(MHz)L（dB）=92.45+20lgd(km)+20lgf(GHz)在已知測向機的接收電平和頻率情況下，可以計算出干擾源與測向系統(tǒng)接收機之間的距離（其中L為系統(tǒng)測向機的接收電平；d為干擾源傳輸距離，f為信號源工作頻率）。理論上，對于一個功率恒定的信號源，測試點距離的變化同測試電平的關系為+6dB/半程（E=74.8+EIRP-20lgd，前兩項為固定值，場強變化與距離倍數變化呈線性關系，lgd/2=lgd-0.301）。在實際測向演練中，我們發(fā)現，在設備演練中開闊地、準開闊地形環(huán)境下，晴朗天氣條件下，距離縮短一半，測試電平增大7dB略強，雨后因空氣濕度增大，空間損耗增強，地表導電率下降，半程的測試電平值增加量還要加大。在較復雜的地貌條件下（如較多障礙物引起多徑衰落、二次輻射，植被引起反射波強度衰減等），測試距離同電平值的關系為增加8～9dB/半程。這些為我們近似估計臺距提供了計算方法，理論計算加實際測試大大提高了定位的準確率。表2為900MHz測試頻率，pr100測向機測試電平理論、信號源功率4W的實測數據對照表，為快捷地找出目標電臺，我們依據對照表無須計算也能估計出信號源的大致距離。首先將信號源功率電平換算為與接收機電平單位統(tǒng)一：4W=10lg4000mV=36dBm=(107+36)dBμV=143dBμV。當距離信號源dkm,900MHz頻率的損耗為：L（dB）=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)；由此可得出接收機理論電平值應為143-L（dB）。由表2我們可以歸納出在城區(qū)開闊或準開闊地形環(huán)境下，接收機與信號源理論距離在100m以內時電平增大2~4dB距離增加約20米；150m~1000m以下時電平增大1dB距離增加約20米；1000m以上每0.5km電平變化3dB左右。

交叉測向定位法。監(jiān)測測向定位系統(tǒng)工作原理見圖3。系統(tǒng)測向通過幾個相互獨立測向設備的多個監(jiān)測結果，得出幾條指向可疑干擾源的示向線,前方交叉定位，計算并顯示概率三角區(qū)域。目前的固定和移動監(jiān)測系統(tǒng)都有發(fā)現信號發(fā)射源方向的能力，可以確定發(fā)射源的大致方位，還可以完成頻率表、頻段掃描測量、信道占用度及頻譜占用度的統(tǒng)計等日常監(jiān)測功能，多數支持電子地圖，并可完成對非法電臺的識別、報警、記錄；在測向時，打點測試與連續(xù)“路測”，可在電子地圖上顯示出目標信號的來波示向線。系統(tǒng)測向通過幾個相互獨立測向設備的多個監(jiān)測示向線，測試結果直接標注在地圖相應位置,得出幾條指向可疑干擾源的交叉示向線,計算并顯示概率交叉定位時通常分兩種情形：一般情形下固定+移動+便攜足以完成交會定位。在干擾信號長發(fā)的情況下，在固定和移動兩套安裝了電子地圖的監(jiān)測測向系統(tǒng)中逐一寫入初步分析出的可疑頻率；從不同的方位進行監(jiān)測測向，得出兩條相交的來波示向線（指向可疑干擾源的射線），在電子地圖上標出交點；在交點附近部署手持移動測向機進行搜索最大場強式測向，得出第三條示向線，并在電子地圖上標出三條線的三角交會區(qū)域；繼續(xù)用手持移動測向機在交匯區(qū)域內進行更細致的查找；如果僅用手持移動測向機無法監(jiān)測到干擾信號，根據交會區(qū)域地理特性開啟車載監(jiān)測測向系統(tǒng)沿途監(jiān)測，進行多單頻點存儲測向，用兩套移動監(jiān)測設備多次交叉定位，慢慢逼近目標電臺；如果所受干擾是間斷干擾，則開啟固定和車載兩部具有在無人值守情況下長時間數據搜索功能的測向機進行24小時不間斷掃描記錄。匯總數據，通過一系列的監(jiān)測和分析，確定干擾信號所屬類型、極化方式、調制方式和呼號等，用排除法篩選出最有可能的干擾頻率。再按第二步操作查找干擾源。

語音判別業(yè)務定位法。監(jiān)聽、錄音功能是監(jiān)測測向系統(tǒng)的主要功能之一，它可以對設定的某一信號進行同步監(jiān)聽，并實時錄音，保存記錄，工作人員通過語音信息對非法用頻通信單位或個人作出干擾源判斷，根據非法臺站的通話內容判定使用者的行業(yè)等信息。

聽接收機音點定位法。在無線電測向技術演練當中，我們積累了一些根據音點快速定位的方法。當接近電臺時，信號逐漸增強，耳機內聲音逐漸變大。由于人耳在小音量時對音量變化的分辨能力比對大音量時的分辨能力強，就需要隨時減小音量，利用電位器控制測向機中頻放大器的放大量，進而控制音量，逐漸地、連續(xù)地平滑變化，根據音量變化正確地辨別電臺方向。在距離很近時，因信號強度猛增，會出現造成測向機指向不清，以及距電臺數米內，測向機失去方向性的情況；無法分辨雙向小音點，此時接收機遭到了大信號阻塞干擾，就會出現嘯叫告警聲，根據經驗，目標信號源就在測向機大約3米范圍之內。進一步利用測向機音量隨距離增大減小的變化原理確定信號源位置，出現嘯叫時目標信號就在距測向機半徑1米范圍之內。

通過接收機天線的不同極化方式來觀察干擾信號的變化定位法。為獲得良好的測向機干擾信號接收效果,干擾信號應與接收機天線極化方式相匹配。首先用不同極化方式分析測向機接收機天線各個方向上的場強大小,推導出干擾信號的極化特性。如果改變極化方式（只適用于水平和垂直極化）信號強度發(fā)生明顯變化，根據電磁波反射后極化方式改變原理即可判定信號為反射信號，應把信號位置與附近高大建筑物或坡陡的山坡的信號反射聯系起來，在此基礎上再采用最大場強定位操作進行進一步定位?？傊?，在西部欠發(fā)達地區(qū)，應盡可能采用技術手段消除干擾，在不得已的情形下采取停機、收回頻點等強制措施。這是對無線電管理工作者掌握干擾規(guī)避技能和靈活運用無線電行政許可能力的考驗。當無線電干擾處置時，應該在尊重設臺事實、盡量維護無線電用戶利益的原則下，有理有節(jié)地進行無線電干擾處置。

結論

雖然各類無線電管理技術設施為無線電干擾的排查提供了極大的便利，但無線電監(jiān)測系統(tǒng)查干擾是個復雜、系統(tǒng)的過程。無線電管理工作者對監(jiān)測設備不能僅僅停留在會操作的程度，還要對天饋線系統(tǒng)的方向性、天線增益、天線與信號強弱的關系，距離、頻率、測得信號電平之間的關系等要吃透并完全理解，要盡快熟悉最前沿的監(jiān)測設備操作技能和軟件應用，掌握電磁環(huán)境隨地形、頻率、天氣、距離等外部條件的變化規(guī)律，以使在各類電磁干擾查找、定位、處置中，快速處理干擾。

在無線電監(jiān)測測向系統(tǒng)的實際應用及演練中，本人根據多年的實際工作經驗，依據工作中利用各種無線電監(jiān)測設備，在市區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、山地、林地等多種地形實時監(jiān)測測向，查找干擾信號源的操作經驗，歸納出一些自認為有效、科學的經驗、方法，換言之，更多的是無線電監(jiān)測測向系統(tǒng)操作技巧。這些實用的方式方法對無線電管理部門今后技術訓練和實際監(jiān)測工作改進非常重要。主要有：

干擾信號甄別的5種方法：查看頻譜圖;監(jiān)聽語音;計算;設備檢測查看干擾信號的其他特征。

干擾信號定位的5種方法：最大場強估算距離定位法。場強變化與距離倍數變化呈線性關系，lgd/2=lgd-0.301）。測向交叉定位法。語音判別業(yè)務定位法。聽接收機音點定位法。⑤通過接收機天線的不同極化方式來觀察干擾信號的變化定位法。