论文部分内容阅读
一、调频广播的特点和通用要求
调频广播有以下几方面的优点:
(一)干扰能力强:信号在传输过程中会受到周围环境的工业干扰或其他脉冲干扰,这些干扰多数是以幅度调制的形式存在。由于调频波的幅度保持恒定,与调制信号电压的大小无关,所以,可以在接收设备内设置限幅电路,以消除幅度上的干扰,同时又不会影响到所传送的信息 。
(二)没有串信现象:由于调频广播工作在超短波波段(87-108MHz),超短波的传播特点是以空间波的方式直线传播,所以调频广播的传播距离比较近,这样不同地区电台间互相干扰的可能性就减少了 。
(三)信噪比高:调频广播可以利用限幅方式去除噪声,同时,在调频广播中采取了预加重和去加重技术,因此可以获得较高的信噪比。
(四)能进行高保真广播:由于调频广播工作在超短波波段,所以带宽可以用得比较宽,这样一来音频信号的最高频率可以选用得比较高(如可达15kHz);而调幅广播由于频带宽度的限制,音频信号的最高频率比较低(≤5kHz)。因此,比起调幅广播来,调频广播的音质要优美动听得多。另外,由于调频广播的发射、接收系统总的信噪比好,失真小,带宽宽,动态范围大,因此可实现高保真广播。
调频广播也有其自身的缺点,如覆盖范围有限、存在“门限”效应和多径失真等。我国的调频广播分为调频单声广播、调频立体声广播、调频多路生广播和调频数据广播4种 。对于米波调频广播,其通用要求如下 :
调频广播的频率范围为87-108MHz。具体从87.0-107.9MHz,按0.1MHz的频率间隔设置电台。
射频主载波的调制方式为频率调制,对应于100%调制的频偏为±75kHz;
主节目调制信号为音频信号,频率上限不超过15kHz;
基带信号的频率范围限制在从直流到99kHz范围内;
主节目音频信号的预加重时间常数为50μs;
载波频率允许偏差:发射机功率大于50W时,载波频率允许偏差为±1000Hz;发射机功率小于或等于50W时,载波频率允许偏差为±2000Hz;对于为下一级差转台提供信号的发射台或差转台,载波频率允许偏差为±1000Hz;
残波辐射(即杂散发射):发射机功率大于或等于25W时,残波辐射功率应小于1mW并低于载波功率60dB;发射机功率小于25W时,残波辐射功率应小于1μW并低于载波功率40dB;同台或同塔有多套发射机使用共用天线时,其三阶互调产物小于1mW并低于各自射频主载波60dB。
调频广播发射机采用了FM调频方式,其最大频偏为±75kHz。由于调频发射机所传输的是窄带的声音信息,故可以采用非线性的C类放大器以提高整机效率。但是这种放大器的缺点就是谐波分量较大,这些谐波又会互相作用而产生新的互调和杂散信号,从而对其他通信系统(如民用航空通信)产生干扰。
在所有民用发射机中,广播电视发射机的功率是最大的,同时也位于最高的发射点,所以覆盖范围很广。由于广播电视发射系统存在着谐波、杂散和互调信号,因此会对其他的通信系统,如民航通信造成一定的干扰。
二、 调频广播发射设备检测的重要意义
由于无线电广播和电视台站工作频段与民航导航、铁路调度无线通信频段相邻,而广播和电视台站使用的是大功率无线电发射设备,长时间持续工作,设备易老化、频率偏移和杂散发射超标,发生多起广播电视无线电信号严重干扰民航无线电通信导航和铁路调度事件,直接危及人民生命财产安全的突出问题。因此对无线电调频广播发射设备进行检测是十分必要和重要的。
近年来随着无线电事业的发展,各地无线电电磁环境越来越复杂,各种无线电业务的干扰投诉越来越多,特别是民航地空通信电台受调频广播干扰的问题日趋严重,致使飞行员与空中交通管制员通话困难,严重干扰民航地空指挥通信系统的正常运转,已直接影响到飞行安全。
2004年11月23日,云南省曲靖市无线电监测站收到云南省无线电监测站关于查找民航云南地空通信频率XXX MHz干扰源的电话通知。受干扰设备为机载地空通信电台,干扰信号为广播声,受干扰区域在泸西上空。曲靖市无线电监测站的技术人员根据受干扰区域的地理地貌和干扰现象分析,干扰源可能是广播电台发射机。由于其它航线在此频率上没有干扰,所以干扰源应该在四周有高山环绕的区域。根据以上分析,技术人员利用监测车沿泸西方向进行大范围搜索。在距泸西仅50公里的师宗县城,发现XXX MHz有广播信号。经测向定位,信号来自城边一座小山头。到现场证实属师宗县广播电视局96.800MHz调频广播发射机所发射的杂散信号为XXX MHz的强信号干扰源,其原因是设备故障后技术人员维修设备后产生的杂散。关闭该发射机,干扰信号消失。
2009年7月20日晚上8:30分,丽江市无线电监测站接到丽江机场干扰投诉:丽江机场地空通讯频率XXX MHz受到干扰,由于大雨,机场所有航班延误,滞留旅客较多,地空通讯受阻,飞机起降调度困难,情况紧急,最后经过技术排查,最终查处干扰是由106MHz丽江人民广播电台引起。
广播电视台站大功率无线覆盖工程的建设使用,使得无线电电磁环境日益恶化,无线电干扰增加,严重威胁航空导航和铁路调度无线电通信安全。2008年中央财政和省财政将在全省建设广播电视台站大中功率无线覆盖工程,已建138座广播电视发射台站,发射功率均在100W—10kW之间。并新增中央一套广播节目和一套及七套电视节目、省一套广播和电视节目,约545个新增无线电广播电视信号。工程建设使用的无线电台站数量多,发射功率大,投入使用后导致无线电电磁环境更加复杂。由于广播电视工作频率与航空无线电导航频段相邻,造成对航空无线电导航频率干扰事件增加,严重威胁航空导航和铁路调度无线电通信安全。
教育教学对广播频率的需求矛盾日益突出,擅自设置使用校园无线电广播电台的情况日益严重,急需研究解决。教学用校园无线调频广播电台在大、中专院校的外语听力考试,高、初中学校的外语听力和口语教学训练、测试中使用,随着教学水平和教学手段的发展,需求量日益增加。据不完全统计,全省大、中院校和中学设置使用校园广播无线电台65座,使用频率范围在40MHz、70MHz、90MHz、100 MHz频段,发射功率为3—10W,绝大多数没有获得无线电频率和台站行政许可,处于无序发展和监管不力的状况。这样的局面一方面遏制了教育教学的需求,严重制约了校园广播的发展;另一方面无线电干扰时常发生,严重影响无线电波秩序。尤其是教学无线调频广播信息安全管理责任不明确,管理制度缺失,学校对无线电及广播相关管理法规缺乏了解,存在安全隐患。
通过对无线电调频广播发射设备的专项检测,发现并及时纠正了广播和电视无线电台站设置、使用中存在的问题,并对指标不合格的设备进行了整改,有效消除了无线电干扰和不安全隐患,达到了维护无线电波和管理秩序,切实保障了全省民航无线电导航、铁路无线电调度和广播电视播出安全的目的。
三、 调频广播发射机的杂散发射测试
(一)连接框图
(二)残波辐射(杂散发射)的测量
调频广播发射机的检测依据是GY/T169-2001《米波调频广播发射机技术要求和测量方法》 。
调频广播发射机的残波辐射(杂散发射)测量主要是测量二次谐波、三次谐波和带外杂散发射。
将频谱仪频率设置为48-862MHz,除载频、二次谐波、三次谐波外的信号即为带外杂散发射。其中,重点观察民航专用频段108-137MHz 。
(三)实测案例
作者简介:
李玲(1981年8月),女,汉族,云南昆明,2003年毕业于云南大学通信工程专业,工程师(电子工程系列),现供职于云南省无线电监测中心。
调频广播有以下几方面的优点:
(一)干扰能力强:信号在传输过程中会受到周围环境的工业干扰或其他脉冲干扰,这些干扰多数是以幅度调制的形式存在。由于调频波的幅度保持恒定,与调制信号电压的大小无关,所以,可以在接收设备内设置限幅电路,以消除幅度上的干扰,同时又不会影响到所传送的信息 。
(二)没有串信现象:由于调频广播工作在超短波波段(87-108MHz),超短波的传播特点是以空间波的方式直线传播,所以调频广播的传播距离比较近,这样不同地区电台间互相干扰的可能性就减少了 。
(三)信噪比高:调频广播可以利用限幅方式去除噪声,同时,在调频广播中采取了预加重和去加重技术,因此可以获得较高的信噪比。
(四)能进行高保真广播:由于调频广播工作在超短波波段,所以带宽可以用得比较宽,这样一来音频信号的最高频率可以选用得比较高(如可达15kHz);而调幅广播由于频带宽度的限制,音频信号的最高频率比较低(≤5kHz)。因此,比起调幅广播来,调频广播的音质要优美动听得多。另外,由于调频广播的发射、接收系统总的信噪比好,失真小,带宽宽,动态范围大,因此可实现高保真广播。
调频广播也有其自身的缺点,如覆盖范围有限、存在“门限”效应和多径失真等。我国的调频广播分为调频单声广播、调频立体声广播、调频多路生广播和调频数据广播4种 。对于米波调频广播,其通用要求如下 :
调频广播的频率范围为87-108MHz。具体从87.0-107.9MHz,按0.1MHz的频率间隔设置电台。
射频主载波的调制方式为频率调制,对应于100%调制的频偏为±75kHz;
主节目调制信号为音频信号,频率上限不超过15kHz;
基带信号的频率范围限制在从直流到99kHz范围内;
主节目音频信号的预加重时间常数为50μs;
载波频率允许偏差:发射机功率大于50W时,载波频率允许偏差为±1000Hz;发射机功率小于或等于50W时,载波频率允许偏差为±2000Hz;对于为下一级差转台提供信号的发射台或差转台,载波频率允许偏差为±1000Hz;
残波辐射(即杂散发射):发射机功率大于或等于25W时,残波辐射功率应小于1mW并低于载波功率60dB;发射机功率小于25W时,残波辐射功率应小于1μW并低于载波功率40dB;同台或同塔有多套发射机使用共用天线时,其三阶互调产物小于1mW并低于各自射频主载波60dB。
调频广播发射机采用了FM调频方式,其最大频偏为±75kHz。由于调频发射机所传输的是窄带的声音信息,故可以采用非线性的C类放大器以提高整机效率。但是这种放大器的缺点就是谐波分量较大,这些谐波又会互相作用而产生新的互调和杂散信号,从而对其他通信系统(如民用航空通信)产生干扰。
在所有民用发射机中,广播电视发射机的功率是最大的,同时也位于最高的发射点,所以覆盖范围很广。由于广播电视发射系统存在着谐波、杂散和互调信号,因此会对其他的通信系统,如民航通信造成一定的干扰。
二、 调频广播发射设备检测的重要意义
由于无线电广播和电视台站工作频段与民航导航、铁路调度无线通信频段相邻,而广播和电视台站使用的是大功率无线电发射设备,长时间持续工作,设备易老化、频率偏移和杂散发射超标,发生多起广播电视无线电信号严重干扰民航无线电通信导航和铁路调度事件,直接危及人民生命财产安全的突出问题。因此对无线电调频广播发射设备进行检测是十分必要和重要的。
近年来随着无线电事业的发展,各地无线电电磁环境越来越复杂,各种无线电业务的干扰投诉越来越多,特别是民航地空通信电台受调频广播干扰的问题日趋严重,致使飞行员与空中交通管制员通话困难,严重干扰民航地空指挥通信系统的正常运转,已直接影响到飞行安全。
2004年11月23日,云南省曲靖市无线电监测站收到云南省无线电监测站关于查找民航云南地空通信频率XXX MHz干扰源的电话通知。受干扰设备为机载地空通信电台,干扰信号为广播声,受干扰区域在泸西上空。曲靖市无线电监测站的技术人员根据受干扰区域的地理地貌和干扰现象分析,干扰源可能是广播电台发射机。由于其它航线在此频率上没有干扰,所以干扰源应该在四周有高山环绕的区域。根据以上分析,技术人员利用监测车沿泸西方向进行大范围搜索。在距泸西仅50公里的师宗县城,发现XXX MHz有广播信号。经测向定位,信号来自城边一座小山头。到现场证实属师宗县广播电视局96.800MHz调频广播发射机所发射的杂散信号为XXX MHz的强信号干扰源,其原因是设备故障后技术人员维修设备后产生的杂散。关闭该发射机,干扰信号消失。
2009年7月20日晚上8:30分,丽江市无线电监测站接到丽江机场干扰投诉:丽江机场地空通讯频率XXX MHz受到干扰,由于大雨,机场所有航班延误,滞留旅客较多,地空通讯受阻,飞机起降调度困难,情况紧急,最后经过技术排查,最终查处干扰是由106MHz丽江人民广播电台引起。
广播电视台站大功率无线覆盖工程的建设使用,使得无线电电磁环境日益恶化,无线电干扰增加,严重威胁航空导航和铁路调度无线电通信安全。2008年中央财政和省财政将在全省建设广播电视台站大中功率无线覆盖工程,已建138座广播电视发射台站,发射功率均在100W—10kW之间。并新增中央一套广播节目和一套及七套电视节目、省一套广播和电视节目,约545个新增无线电广播电视信号。工程建设使用的无线电台站数量多,发射功率大,投入使用后导致无线电电磁环境更加复杂。由于广播电视工作频率与航空无线电导航频段相邻,造成对航空无线电导航频率干扰事件增加,严重威胁航空导航和铁路调度无线电通信安全。
教育教学对广播频率的需求矛盾日益突出,擅自设置使用校园无线电广播电台的情况日益严重,急需研究解决。教学用校园无线调频广播电台在大、中专院校的外语听力考试,高、初中学校的外语听力和口语教学训练、测试中使用,随着教学水平和教学手段的发展,需求量日益增加。据不完全统计,全省大、中院校和中学设置使用校园广播无线电台65座,使用频率范围在40MHz、70MHz、90MHz、100 MHz频段,发射功率为3—10W,绝大多数没有获得无线电频率和台站行政许可,处于无序发展和监管不力的状况。这样的局面一方面遏制了教育教学的需求,严重制约了校园广播的发展;另一方面无线电干扰时常发生,严重影响无线电波秩序。尤其是教学无线调频广播信息安全管理责任不明确,管理制度缺失,学校对无线电及广播相关管理法规缺乏了解,存在安全隐患。
通过对无线电调频广播发射设备的专项检测,发现并及时纠正了广播和电视无线电台站设置、使用中存在的问题,并对指标不合格的设备进行了整改,有效消除了无线电干扰和不安全隐患,达到了维护无线电波和管理秩序,切实保障了全省民航无线电导航、铁路无线电调度和广播电视播出安全的目的。
三、 调频广播发射机的杂散发射测试
(一)连接框图
(二)残波辐射(杂散发射)的测量
调频广播发射机的检测依据是GY/T169-2001《米波调频广播发射机技术要求和测量方法》 。
调频广播发射机的残波辐射(杂散发射)测量主要是测量二次谐波、三次谐波和带外杂散发射。
将频谱仪频率设置为48-862MHz,除载频、二次谐波、三次谐波外的信号即为带外杂散发射。其中,重点观察民航专用频段108-137MHz 。
(三)实测案例
作者简介:
李玲(1981年8月),女,汉族,云南昆明,2003年毕业于云南大学通信工程专业,工程师(电子工程系列),现供职于云南省无线电监测中心。