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浅析镜像频率对短波广播产生的干扰
摘要 通过对短波广播效果收测过程中出现的镜频干扰现象，分析其产生的原因。关键词 超外差接收机 镜频干扰 原因分析
一、对短波广播产生干扰的因素
广播监测系统是一个反馈系统，可以及时反映各种节目的播出效果，对于提高广播宣传质量起着重要的作用。广播质量监测的任务主要包括广播播出声音质量的监听、广播发射特性的测量、广播发射机运行状况的监测三大项。广播声音质量的监测包括噪声、失真、振幅频率特性和节目电平等。在外出流动收测短波广播时，我们主要通过可听度对广播效果进行主观评价。评定综合收听效果时主要从信号强度（场强值）、干扰信号强度、信号衰落与播出质量等几个方面进行考虑。对收听效果有影响的因素主要是欲收信号的强度、干扰、噪声和传播骚扰程度等。短波传播中影响信号强度的主要因素是自由空间基本传输损耗、地面反射损耗、电离层吸收损耗。
电波传播衰落的主要原因是电波的传播形成多径传播，由电离层反射到达接收点的多条射线相互干涉所引起，而且电离层高度、跳距变化，接收点各射线相位变化以及电离层的电子浓度增减，吸收不均匀性等引起。
干扰是指人为产生的干扰，在大多数情况下，广播信号主要是受同频、邻频电台的串音与差拍干扰。还有各种工业用品产生的，如电动机、火花塞、日光灯、及其他设施所辐射的无线电波。
噪声指自然界产生的各种噪声。在短波频段内主要是大气噪声和天电噪声。大气噪声是大气层内电荷或带电微粒的运动，使大气放电，产生能量极大的电磁噪声，在收音机中表现为各种杂音，如喀喀声、沙沙声、破裂声等。雷电放电称为天电噪声，其在低频频段（长、中波段）比高频频段严重，靠近赤道的热带地区比远离赤道的地区严重。
二、收测中发现的干扰现象
我们在流动收测过程中对短波广播频率进行效果收测时，按照运行图上的频率增减SkHz收测，发现在非广播频段内能收到一些信号，收听效果还非常清楚，但这些频率均不在广播节目运行图上，例如8545kHz、10815kHz、12760kHz、14520kHz等，听内容不是非法电台信号。
为了掌握这些频率的归属，我们进行了不同的收测试验。选择两个不同的收测地点，并考虑周围的收测环境，远离电力线、金属物及高大障碍物，使用德生PL-550收音机和索尼7600收音机同时收测，对收测到的非广播频段内的信号与广播频段内播音相同内容的信号进行比较。通过收测发现，非广播频段内的信号比节目运行表上的信号，有时稍强，有时稍弱。再经过反复对比，发现按照节目运行图上的频率使用索尼7600收音机在预收频率9455kHz上减910kHz，可在非广播频段8545kHz上收听到相同的广播节目。使用德生PL-550收音机，就收测不到。为了验证这个频率，在收测地点通过与短波发射台配合试验，对广播频段内的9455kHz与非广播频段内的8545kHz分别进行同频试验进行观察比较。发现先对非广播频段内的8545kHz信号进行同频试验后，非广播频段的8545kHz信号被掩盖，而广播频段内的9455kHz信号依然存在。反过来对广播频段内的9455kHz信号进行同频广播试验后，在广播频段内的9455kHz信号被掩盖，同时非广播频段的8545kHz信号也被掩盖。由此确认这个非广播频段的频率是由短波广播节目运行表上的频率产生的。
那么，这个非广播频段内的频率是如何产生的？我们经过测算，发现非广播频段的8545kHz加上910kHz为广播频段的9455kHz，而910kHz正好是中频455kHz的两倍。由此判定这个非广播频段的频率是由索尼7600接收机产生的镜像频率，因为德生PL550收音机就没有此现象。
三、产生镜频干扰的原因分析
为什么用索尼7600收音机可以收到镜像频率，而德生PL550收音机却收不到呢？原因是镜像频率是超外差接收机的特有干扰。先要说明一下什么是超外差式收音机。最初的收音机属于直放式收音机，它的特点是，从天线上接收到的高频信号，在检波以前，一直不改变它原来的高频频率（即高频信号直接放大）。它的缺点是，在接收频段的高段和低段的放大不一样，整个波段的灵敏度不均匀。如果是多波段收音机，这个矛盾更突出。其次，如果要提高灵敏度，必须增加高频放大的级数，由此造成各级之间难以统一调谐，而且高频放大器增益做不高，容易产生自激。如果把收音机接收到的高频信号，都变换成固定的中频信号进行放大检波，就能克服上述矛盾。
超外差式收音机就是用振荡器产生一个比接收信号高一个中频频率的振荡信号，在混频器内利用晶体管的非线性将振荡信号与接收信号相减产生一个新的频率即中频，这就是“外差作”。为了获得较好的选择性和灵敏度，在获得中频信号以后在加以放大，即中频放大，这样收音机的接收质量大大提高，这就是“超外差式”电路。它有如下几个优点：
1．由于变频后为固定的中频，频率比较低，容易获得比较大的放大量，因此收音机的灵敏度可以做得很高。
2．由于外来高频信号都变成了一种固定的中频，这样就容易解决不同电台信号放大不均匀的问题。
3．由于采用”差频”作用，外来信号必须和振荡信号相差为预定的中频才能进入电路，而且选频回路、中频放大谐振回路又是一个良好的滤波器，其他干扰信号就被抑制了，从而提高了选择性。
但是超外差式电路也有不足之处，会出现镜频干扰和中频干扰，这两个干扰是超外差式收音机所特有的干扰。
超外差接收机是由输入电路、高频放大器、本机振荡器、混频器、中频放大器、检波器、低频电压放大器、低频功率放大器等部分组成，如图1所示。
超外差接收机的工作原理是：接收机天线接收下来的高频信号通过输入电路送到高频放大器放大后，与本机振荡器输出的本振频率混频，产生中频信号，经中频放大器放大后进行检波，检波出音频信号，经过低频放大器放大后送入扬声器，输出人耳能听到的声音。超外差式收音机的中频选择性，就是收音机对外来的455kHz中频信号的抗干扰能力。由于输入回路的谐振频率比455kHz高，所以输入回路对中频干扰有较大的抑制能力。根据超外差式收音机的变频原理，当振荡频率与外来信号频率相差一个中频频率(455kHz)时，信号就能顺利通过中频放大器获得放大，用公式表示f振-f信=f中，这是信号频率比振荡频率低的情况。如果外来信号频率比振荡频率高一个中频，情况又怎样呢？他们的差额f镜-f振=f中，即他们的差额也是中频频率，同样中频放大器也能顺利的让它们通过获得放大。两式相加可得f镜一f信=2f中。即对于一个特定的接收频率，它的镜频频率为该频率加上二倍的中频频率，就像以f振为镜面，f镜是f信在镜子里成的像。如果是低本振工作频率，镜像频率是减两倍中频，如果是高本振的频率，镜像频率是工作频率加两倍中频。我们收测到的镜像频率8545kHz就是比欲收信号9455kHz低两倍中频。
四、如何避免镜频干扰现象
目前广泛采用的是二次变频技术。所谓二次变频就是先将电台信号变频到第一中频，再将第一中频通过第二次变频，变换到通常的455kHz，即第二中频。镜频抑制能力和变频的级数以及第一中频频率有着很复杂的数学关系，增加变频级数和使用较高的第一中频频率都有利于提高镜频抑制。
但在我们通常使用的收测设备中，德生PL737、PL747、PL757接收机的中频设计为450kHz，为一次变频；索尼7600和德生HAM2000接收机的中频频率设计为455kHz，也是一次变频电路；PL550是可变中频，即450kHz/455kHz，同样也起到了抑制镜频的作用。
五、结束语
在我们的监测工作中，遇到各种干扰是比较常见的，如何区分干扰、识别干扰频率，如何查找干扰源是我们监测人员必须具备的工作能力。只有在工作中不断的发现问题，总结分析，积累经验才能更好地完成广播监测任务。
