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(hào)的區(qū)分與甄別

多數(shù)情形下我們所掃描測試的頻段里有若干個(gè)長發(fā)信號(hào)，那么如何在多個(gè)長發(fā)信號(hào)中區(qū)分與甄別出干擾信號(hào)？本人結(jié)合工作實(shí)際歸納了查看頻譜圖、監(jiān)聽語音、計(jì)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(zhǔn)則，因?yàn)槲覀兛梢猿浞至私庀到y(tǒng)的頻率頻寬以及期望觀察的頻帶范圍?？梢酝高^設(shè)定足夠?qū)挼念l率范圍將受影響的接收器信號(hào)及鄰近的干擾信號(hào)均包含在內(nèi)，用排除法找出干擾頻率。通過頻譜圖識(shí)別出干擾信號(hào)，需要無線電管理執(zhí)法人員事先完成一定的基礎(chǔ)性工作。大多數(shù)監(jiān)測設(shè)備屏幕顯示清晰，其高亮無反光顯示屏幕即使在強(qiáng)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(shù)據(jù)庫里要預(yù)存現(xiàn)有環(huán)境中有用無線電信號(hào)發(fā)射情形下的頻譜圖。頻譜圖可以實(shí)時(shí)地將不同的信號(hào)反映出來，當(dāng)產(chǎn)生干擾時(shí)，業(yè)務(wù)人員在第一時(shí)間調(diào)出預(yù)存頻譜圖與有干擾時(shí)的頻譜圖進(jìn)行對(duì)比分析，注意有干擾時(shí)頻譜圖上新出現(xiàn)的信號(hào)，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(shù)在頻譜圖里一目了然，再進(jìn)一步進(jìn)行監(jiān)聽、測試占用帶寬、進(jìn)行AM/FM解調(diào)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(xiàn)不明信號(hào)，就應(yīng)該首先進(jìn)行監(jiān)聽，初步判斷干擾源的通信類型，是話音還是數(shù)據(jù)，有可能的話還要進(jìn)行相應(yīng)的解調(diào)分析，可以通過監(jiān)聽其模擬信號(hào)內(nèi)容，提取有價(jià)值的信息，確定設(shè)備使用者從而找到干擾源。對(duì)話音或解調(diào)出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，對(duì)于有話音信號(hào)的在開啟測向等功能的同時(shí)逐一進(jìn)行監(jiān)聽，還要同時(shí)打開錄音監(jiān)聽功能，實(shí)時(shí)錄制語音，從而識(shí)別出話音信號(hào)的使用者。如：市場管理者使用的對(duì)講機(jī)里除了市場調(diào)度內(nèi)容外還可聽到市場熱鬧的背景噪聲?？荚囎鞅渍Z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(duì)干擾信號(hào)作出大概判斷。

計(jì)算法。當(dāng)某一信號(hào)無法判定其是否為干擾信號(hào)時(shí)，在已知若干個(gè)有用信號(hào)發(fā)射頻率的前提下，我們還可以通過對(duì)發(fā)射互調(diào)公式、接收互調(diào)公式、鏡象干擾公式和接收寄生干擾公式的分析計(jì)算，算出很多個(gè)可能的干擾頻率，供同步跟蹤查找。如三階一型互調(diào)干擾計(jì)算公式：f0=2f1-f2或f0=2f2-f1；三階二型互調(diào)干擾計(jì)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(jì)算結(jié)果與受干擾頻率進(jìn)行比較，如果可疑頻率與計(jì)算結(jié)果頻率相同或接近，我們就可以確定該頻率即為與計(jì)算公式對(duì)應(yīng)的干擾類型，進(jìn)而對(duì)形成組合的頻率判定其為相應(yīng)干擾信號(hào)；也可通過互調(diào)分析軟件計(jì)算出可能的互調(diào)頻率組合，來分析干擾是否為互調(diào)干擾，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測。

設(shè)備檢測法。測試雜散發(fā)射限值是無線電設(shè)備檢測的主要內(nèi)容之一。雜散發(fā)射限值的測試能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)由設(shè)備自身性能差而造成的自身干擾。無線電發(fā)射設(shè)備的雜散發(fā)射是產(chǎn)生通信干擾的重要原因，由于雜散發(fā)射超過限值就產(chǎn)生了自身干擾。自身干擾在無線電干擾中占有相當(dāng)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(hào)發(fā)射并相互調(diào)制而引入的干擾。這類干擾在進(jìn)行設(shè)備檢測時(shí)排查解決。

占用帶寬判定法。多數(shù)無線電用戶開展的業(yè)務(wù)對(duì)頻帶占用帶寬有嚴(yán)格要求，因此，通過干擾信號(hào)的帶寬也能大致分辨干擾的來源（見表1）。

停機(jī)實(shí)驗(yàn)法。停機(jī)實(shí)驗(yàn)法的前提是在已知多個(gè)與受干擾頻率相關(guān)的頻段內(nèi)多個(gè)疑似干擾強(qiáng)信號(hào)的前提下，通過逐一關(guān)停并觀察干擾變化情況，如果關(guān)停某個(gè)發(fā)信機(jī)干擾完全消失，即可直接找到干擾源。

查看干擾信號(hào)的其他特征。除語音、帶寬等以外，還可以通過干擾信號(hào)的功率電平、監(jiān)測設(shè)備靈敏度等表現(xiàn)特征判定干擾的類型，如：干擾信號(hào)僅與有用信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)，則可能是交調(diào)干擾或大信號(hào)阻塞干擾；將受干擾電臺(tái)的接收天饋線直接接到測試系統(tǒng)測量接收機(jī)的中頻頻率、鏡頻干擾，在同樣解調(diào)方式下與受干擾信號(hào)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(tái)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(qiáng)信號(hào)，記錄其強(qiáng)度、帶寬等特征，作為受干擾電臺(tái)的信號(hào)源，如果受干擾電臺(tái)能收到信號(hào)，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(guān)鍵中的關(guān)鍵，通常有最大場強(qiáng)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(jī)嘯叫等等。

最大場強(qiáng)逼近定位法。最大場強(qiáng)逼近定位通常由便攜式測向機(jī)完成，便攜式測向機(jī)在復(fù)雜的環(huán)境中，通過改變天線的指向和移動(dòng)測向機(jī)的位置，使場強(qiáng)數(shù)值由小到大改變，按照與信號(hào)距離和場強(qiáng)值成正比原理，配合定向天線標(biāo)注強(qiáng)度方向，逼近信號(hào)源，定位干擾電磁源。一般在開闊地環(huán)境中，以MG3700A標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源、pr100手持測向機(jī)為例，根據(jù)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(jī)的接收電平和頻率情況下，可以計(jì)算出干擾源與測向系統(tǒng)接收機(jī)之間的距離（其中L為系統(tǒng)測向機(jī)的接收電平；d為干擾源傳輸距離，f為信號(hào)源工作頻率）。理論上，對(duì)于一個(gè)功率恒定的信號(hào)源，測試點(diǎn)距離的變化同測試電平的關(guān)系為+6dB/半程（E=74.8+EIRP-20lgd，前兩項(xiàng)為固定值，場強(qiáng)變化與距離倍數(shù)變化呈線性關(guān)系，lgd/2=lgd-0.301）。在實(shí)際測向演練中，我們發(fā)現(xiàn)，在設(shè)備演練中開闊地、準(zhǔn)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(qiáng)，雨后因空氣濕度增大，空間損耗增強(qiáng)，地表導(dǎo)電率下降，半程的測試電平值增加量還要加大。在較復(fù)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(qiáng)度衰減等），測試距離同電平值的關(guān)系為增加8～9dB/半程。這些為我們近似估計(jì)臺(tái)距提供了計(jì)算方法，理論計(jì)算加實(shí)際測試大大提高了定位的準(zhǔn)確率。表2為900MHz測試頻率，pr100測向機(jī)測試電平理論、信號(hào)源功率4W的實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)照表，為快捷地找出目標(biāo)電臺(tái)，我們依據(jù)對(duì)照表無須計(jì)算也能估計(jì)出信號(hào)源的大致距離。首先將信號(hào)源功率電平換算為與接收機(jī)電平單位統(tǒng)一：4W=10lg4000mV=36dBm=(107+36)dBμV=143dBμV。當(dāng)距離信號(hào)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(jī)理論電平值應(yīng)為143-L（dB）。由表2我們可以歸納出在城區(qū)開闊或準(zhǔn)開闊地形環(huán)境下，接收機(jī)與信號(hào)源理論距離在100m以內(nèi)時(shí)電平增大2~4dB距離增加約20米；150m~1000m以下時(shí)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(gè)相互獨(dú)立測向設(shè)備的多個(gè)監(jiān)測結(jié)果，得出幾條指向可疑干擾源的示向線,前方交叉定位，計(jì)算并顯示概率三角區(qū)域。目前的固定和移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)都有發(fā)現(xiàn)信號(hào)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(jì)等日常監(jiān)測功能，多數(shù)支持電子地圖，并可完成對(duì)非法電臺(tái)的識(shí)別、報(bào)警、記錄；在測向時(shí)，打點(diǎn)測試與連續(xù)“路測”，可在電子地圖上顯示出目標(biāo)信號(hào)的來波示向線。系統(tǒng)測向通過幾個(gè)相互獨(dú)立測向設(shè)備的多個(gè)監(jiān)測示向線，測試結(jié)果直接標(biāo)注在地圖相應(yīng)位置,得出幾條指向可疑干擾源的交叉示向線,計(jì)算并顯示概率交叉定位時(shí)通常分兩種情形：一般情形下固定+移動(dòng)+便攜足以完成交會(huì)定位。在干擾信號(hào)長發(fā)的情況下，在固定和移動(dòng)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(jìn)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(biāo)出交點(diǎn)；在交點(diǎn)附近部署手持移動(dòng)測向機(jī)進(jìn)行搜索最大場強(qiáng)式測向，得出第三條示向線，并在電子地圖上標(biāo)出三條線的三角交會(huì)區(qū)域；繼續(xù)用手持移動(dòng)測向機(jī)在交匯區(qū)域內(nèi)進(jìn)行更細(xì)致的查找；如果僅用手持移動(dòng)測向機(jī)無法監(jiān)測到干擾信號(hào)，根據(jù)交會(huì)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(jìn)行多單頻點(diǎn)存儲(chǔ)測向，用兩套移動(dòng)監(jiān)測設(shè)備多次交叉定位，慢慢逼近目標(biāo)電臺(tái)；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(shí)間數(shù)據(jù)搜索功能的測向機(jī)進(jìn)行24小時(shí)不間斷掃描記錄。匯總數(shù)據(jù)，通過一系列的監(jiān)測和分析，確定干擾信號(hào)所屬類型、極化方式、調(diào)制方式和呼號(hào)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(wù)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(duì)設(shè)定的某一信號(hào)進(jìn)行同步監(jiān)聽，并實(shí)時(shí)錄音，保存記錄，工作人員通過語音信息對(duì)非法用頻通信單位或個(gè)人作出干擾源判斷，根據(jù)非法臺(tái)站的通話內(nèi)容判定使用者的行業(yè)等信息。

聽接收機(jī)音點(diǎn)定位法。在無線電測向技術(shù)演練當(dāng)中，我們積累了一些根據(jù)音點(diǎn)快速定位的方法。當(dāng)接近電臺(tái)時(shí)，信號(hào)逐漸增強(qiáng)，耳機(jī)內(nèi)聲音逐漸變大。由于人耳在小音量時(shí)對(duì)音量變化的分辨能力比對(duì)大音量時(shí)的分辨能力強(qiáng)，就需要隨時(shí)減小音量，利用電位器控制測向機(jī)中頻放大器的放大量，進(jìn)而控制音量，逐漸地、連續(xù)地平滑變化，根據(jù)音量變化正確地辨別電臺(tái)方向。在距離很近時(shí)，因信號(hào)強(qiáng)度猛增，會(huì)出現(xiàn)造成測向機(jī)指向不清，以及距電臺(tái)數(shù)米內(nèi)，測向機(jī)失去方向性的情況；無法分辨雙向小音點(diǎn)，此時(shí)接收機(jī)遭到了大信號(hào)阻塞干擾，就會(huì)出現(xiàn)嘯叫告警聲，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，目標(biāo)信號(hào)源就在測向機(jī)大約3米范圍之內(nèi)。進(jìn)一步利用測向機(jī)音量隨距離增大減小的變化原理確定信號(hào)源位置，出現(xiàn)嘯叫時(shí)目標(biāo)信號(hào)就在距測向機(jī)半徑1米范圍之內(nèi)。

通過接收機(jī)天線的不同極化方式來觀察干擾信號(hào)的變化定位法。為獲得良好的測向機(jī)干擾信號(hào)接收效果,干擾信號(hào)應(yīng)與接收機(jī)天線極化方式相匹配。首先用不同極化方式分析測向機(jī)接收機(jī)天線各個(gè)方向上的場強(qiáng)大小,推導(dǎo)出干擾信號(hào)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(hào)強(qiáng)度發(fā)生明顯變化，根據(jù)電磁波反射后極化方式改變?cè)砑纯膳卸ㄐ盘?hào)為反射信號(hào)，應(yīng)把信號(hào)位置與附近高大建筑物或坡陡的山坡的信號(hào)反射聯(lián)系起來，在此基礎(chǔ)上再采用最大場強(qiáng)定位操作進(jìn)行進(jìn)一步定位?？傊?，在西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，應(yīng)盡可能采用技術(shù)手段消除干擾，在不得已的情形下采取停機(jī)、收回頻點(diǎn)等強(qiáng)制措施。這是對(duì)無線電管理工作者掌握干擾規(guī)避技能和靈活運(yùn)用無線電行政許可能力的考驗(yàn)。當(dāng)無線電干擾處置時(shí)，應(yīng)該在尊重設(shè)臺(tái)事實(shí)、盡量維護(hù)無線電用戶利益的原則下，有理有節(jié)地進(jìn)行無線電干擾處置。

結(jié)論

雖然各類無線電管理技術(shù)設(shè)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(gè)復(fù)雜、系統(tǒng)的過程。無線電管理工作者對(duì)監(jiān)測設(shè)備不能僅僅停留在會(huì)操作的程度，還要對(duì)天饋線系統(tǒng)的方向性、天線增益、天線與信號(hào)強(qiáng)弱的關(guān)系，距離、頻率、測得信號(hào)電平之間的關(guān)系等要吃透并完全理解，要盡快熟悉最前沿的監(jiān)測設(shè)備操作技能和軟件應(yīng)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(shí)際應(yīng)用及演練中，本人根據(jù)多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)工作中利用各種無線電監(jiān)測設(shè)備，在市區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、山地、林地等多種地形實(shí)時(shí)監(jiān)測測向，查找干擾信號(hào)源的操作經(jīng)驗(yàn)，歸納出一些自認(rèn)為有效、科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)、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(shí)用的方式方法對(duì)無線電管理部門今后技術(shù)訓(xùn)練和實(shí)際監(jiān)測工作改進(jìn)非常重要。主要有：

干擾信號(hào)甄別的5種方法：查看頻譜圖;監(jiān)聽語音;計(jì)算;設(shè)備檢測查看干擾信號(hào)的其他特征。

干擾信號(hào)定位的5種方法：最大場強(qiáng)估算距離定位法。場強(qiáng)變化與距離倍數(shù)變化呈線性關(guān)系，lgd/2=lgd-0.301）。測向交叉定位法。語音判別業(yè)務(wù)定位法。聽接收機(jī)音點(diǎn)定位法。⑤通過接收機(jī)天線的不同極化方式來觀察干擾信號(hào)的變化定位法。