淺論民航空管甚高頻通訊干擾及解決方案

彭奕青

摘 要：民航VHF地空通信系統(tǒng)是保持地空信息交換的主要手段，地空協(xié)作才能保證飛機(jī)的正常起降。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無(wú)線電臺(tái)（站）數(shù)量不斷增加，同時(shí)民航機(jī)場(chǎng)、航線、航班數(shù)量也日漸增多，民航航空無(wú)線電專用頻率頻段受到干擾也越來(lái)越多，在一定程度上影響著飛機(jī)與地面指揮人員的通信質(zhì)量，給飛機(jī)的飛行帶來(lái)不確定的安全隱患。本文根據(jù)無(wú)線電干擾產(chǎn)生的原理和類(lèi)型分別進(jìn)行探討，并根據(jù)分析結(jié)果給出解決方案。

關(guān)鍵詞：甚高頻;機(jī)場(chǎng);干擾

中圖分類(lèi)號(hào)： TJ768.4 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1673-1069（2017）01-181-2

0 ?引言

甚高頻（Very high frequency，VHF）是一種無(wú)線電電波，其頻帶在30-300MHz范圍，民航空管甚高頻的工作頻率在118-144MHz之間。VHF主要是作較短途的傳送，常常會(huì)受環(huán)境因素影響。它主要用于電臺(tái)廣播，航空、航海的信息溝通，民航內(nèi)的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸也是通過(guò)甚高頻來(lái)保持地空通新，從而保證飛機(jī)安全飛行和航班的正常起降，在機(jī)場(chǎng)的指揮管理中起著不可或缺的作用。隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無(wú)線電技術(shù)在平時(shí)生活中被廣泛應(yīng)用，所產(chǎn)生的無(wú)線電干擾給民航甚高頻通信帶來(lái)巨大的壓力;新航線的增加，需要布局更多的信號(hào)站和更多的頻帶的使用，致使甚高頻的使用趨于飽和，加重通信干擾;設(shè)備陳舊老化、無(wú)序化管理等也會(huì)給民航甚高頻的正常通信帶來(lái)干擾。各種干擾所占比例如圖1所示。

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圖1 ?各類(lèi)干擾所占比例

隨著航空系統(tǒng)的不斷發(fā)展，航班密度的日益增加，航線和時(shí)間的復(fù)雜化，甚高頻通信系統(tǒng)作為地面工作人員與機(jī)組人員之間的交流手段、飛機(jī)與地面控制狀態(tài)信息和管理指令交流的通信基礎(chǔ)，其安全性和可靠性將決定飛行管理系統(tǒng)的安全，如何提高甚高頻通信系統(tǒng)的安全性和可靠性對(duì)民航安全運(yùn)行具有重要意義。

1 ?無(wú)線通信系統(tǒng)干擾類(lèi)型分析

無(wú)線電干擾是由一種或多種發(fā)射、輻射、感應(yīng)或其組合所產(chǎn)生的無(wú)用能量對(duì)無(wú)線電通信系統(tǒng)的接收產(chǎn)生的影響，其表現(xiàn)為性能下降、誤解或信息丟失。干擾的因素是復(fù)雜多樣的，但從根源上來(lái)說(shuō)，主要原因是發(fā)射器和接收器不能接收指定信號(hào)或者接收到非指定信號(hào)，造成信息傳輸不到位或不清晰。由于發(fā)射器工作原理的原因，即使在正常工作狀態(tài)下也會(huì)產(chǎn)生無(wú)用的雜波、諧波，這些干擾因素會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生影響。設(shè)備老化檢修不及時(shí)、發(fā)射站點(diǎn)布置不合理都會(huì)對(duì)無(wú)線電波會(huì)產(chǎn)生干擾。以下為幾種常見(jiàn)的無(wú)線電干擾形式。

1.1 同頻干擾

同頻干擾是兩種不同意義信號(hào)的傳輸使用了相同的頻段，并且接收器處于兩種信號(hào)都可接收的區(qū)域，致使通信干擾。民航空管領(lǐng)域具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，為了應(yīng)對(duì)大量復(fù)雜的航班通信需求，減少在一定區(qū)域內(nèi)無(wú)線電頻率的使用量，在相隔較遠(yuǎn)區(qū)域頻道復(fù)用是一種解決方案。避免同頻干擾最有效的途徑是保證相同頻率臺(tái)站處在一定的位置間隔，這就需要考慮各站點(diǎn)覆蓋范圍及接受范圍，根據(jù)無(wú)線電的特性，一般來(lái)說(shuō)最小的防干涉距離d應(yīng)大于甚高頻站點(diǎn)的覆蓋半徑（r）的 5 倍。分布圖如圖2所示，但是大部分地區(qū)由于功能需求，需要實(shí)施無(wú)線電信號(hào)的全覆蓋，無(wú)可避免的需要設(shè)置相同頻率的甚高頻站點(diǎn)，這是產(chǎn)生同頻干擾的主要影響因素。解決這一問(wèn)題的方法有兩種：使用低功率的發(fā)射機(jī)和大功率的接收天線;在相鄰的發(fā)射點(diǎn)使用偏置載頻，如在相鄰區(qū)域分別采用35m Hz、38m Hz、40m Hz，通過(guò)這兩種方法可降低同頻干擾。

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圖2 ?基站覆蓋分布圖

1.2 互調(diào)干擾

互調(diào)干擾是指無(wú)線電接收器同時(shí)接收兩個(gè)或者多個(gè)信號(hào)時(shí)，且信號(hào)滿足一定的關(guān)系，信號(hào)經(jīng)放大電路放大和混頻器的非線性作用所產(chǎn)生錯(cuò)誤的組合頻率，干擾正常信息的傳輸?；フ{(diào)干擾通常有二階和三階兩種互調(diào)干擾，其中三階互調(diào)干擾出現(xiàn)頻率最高。比如有 3個(gè)無(wú)線電頻率，f1、f2、f3，若 f1、f2 為發(fā)射頻率，f3為最終接收的頻率，當(dāng)3個(gè)頻率存在一定的關(guān)系，例如 f1+f2=f3，那么此時(shí) f1、f2產(chǎn)生的組合頻率也會(huì)對(duì)f3造成干擾。

科學(xué)的分派頻率是避免互調(diào)干擾最有效的管理方法，保證各信號(hào)發(fā)射機(jī)處于合理的間隔，并通過(guò)計(jì)算優(yōu)化各分離甚高頻站點(diǎn)的頻率。目前甚高頻通信應(yīng)用于民航、海航和廣播等多個(gè)方面，頻率資源有限，且基站安放制高點(diǎn)有限，致使發(fā)射器安裝部分區(qū)域密度高，造成區(qū)域無(wú)線電污染。為了緩解甚高頻的在使用過(guò)程中的互調(diào)干擾，國(guó)家無(wú)線電委員會(huì)制定了一系列關(guān)于無(wú)線電設(shè)備制造和安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 鄰頻干擾

鄰頻干擾是指無(wú)線電接收器接收到相鄰頻段的信號(hào)，掉入相鄰頻段造成的干擾。當(dāng)鄰頻無(wú)線電的收到信號(hào)電平比小于某個(gè)定值時(shí)，就會(huì)干擾信號(hào)的接收，甚至?xí)霈F(xiàn)基站與飛機(jī)無(wú)法建立聯(lián)系的現(xiàn)象。這是由于頻道的功率具有一定的范圍性，當(dāng)相鄰頻道相差較小時(shí)，接收器無(wú)法分辨頻道。避免鄰頻干擾的有效方法是靠避開(kāi)相鄰頻段來(lái)解決。例如發(fā)射頻率為100MHz，則應(yīng)盡量避開(kāi)99.5mMHz以上100.5MHz以下頻率。此外也應(yīng)注意避開(kāi)倍頻的干擾，例如150MHz、300MHz會(huì)對(duì)150MHz的頻率產(chǎn)生干擾。

1.4 帶外干擾

帶外干擾是指無(wú)線電信號(hào)發(fā)射器發(fā)出電波信號(hào)時(shí)所產(chǎn)生干擾諧波或雜波落入有用信號(hào)所在的通帶內(nèi)所產(chǎn)生的干擾。帶外干擾主要來(lái)自于民間的無(wú)線電設(shè)備，民間設(shè)備管理較為松散，且多為大功率發(fā)射設(shè)備。這些設(shè)備會(huì)與民航設(shè)備發(fā)生以上介紹的三種干擾，且為降低成本，部分設(shè)備并未按照國(guó)家規(guī)定安裝濾波器，或者濾波器功能不能達(dá)到濾波效果，產(chǎn)生大量的干擾雜波和諧波，較大程度干擾民航通信質(zhì)量。此類(lèi)干擾的解決方法是擴(kuò)大宣傳，清除非法的發(fā)射器，并且規(guī)范發(fā)射器制造和安裝標(biāo)準(zhǔn)。

2 ?民航無(wú)線電干擾解決對(duì)策

無(wú)線電干擾的現(xiàn)象是無(wú)線電的特性，是普遍存在且無(wú)法完全避免的，但我們可以通過(guò)對(duì)產(chǎn)生干擾的方式及原因進(jìn)行分析，針對(duì)干擾原因制定一系列的措施和手段來(lái)避免。結(jié)合民航甚高頻的使用總結(jié)以下方案：①對(duì)民航無(wú)線電設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，利用計(jì)算逐條排除互調(diào)干擾的隱患，并進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于同頻段之間的鄰頻干擾，可以合理的規(guī)劃天線的間隔，也可以加裝帶通濾波器，減少信號(hào)干擾。同時(shí)制定合理的檢查和維護(hù)計(jì)劃，對(duì)站內(nèi)設(shè)備做好維護(hù)，避免因設(shè)備自身問(wèn)題產(chǎn)生的諧波和雜波。②建設(shè)無(wú)線電通信管理系統(tǒng)軟件，按照機(jī)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行流程，設(shè)計(jì)適用于機(jī)場(chǎng)的無(wú)線電通信管理系統(tǒng)軟件，利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)管理分析技術(shù)，集中管理頻率、設(shè)備等提高的管理效率。③增強(qiáng)與無(wú)線電監(jiān)管部門(mén)的聯(lián)系，加強(qiáng)對(duì)民用設(shè)備的管理，規(guī)范發(fā)射器的發(fā)射功率，加大非法設(shè)備的檢查力度，并勒令非法設(shè)備關(guān)閉，整改不符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

3 ?結(jié)論

無(wú)線電通信干擾一直是困擾民航空管通信系統(tǒng)管理的難題，隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高，民用無(wú)線電設(shè)備數(shù)量不斷增張，無(wú)線電使用環(huán)境日益復(fù)雜，對(duì)民航甚高頻通訊的干擾不斷增強(qiáng)，給無(wú)線電系統(tǒng)的管理帶來(lái)巨大壓力。本文分析了無(wú)線電波對(duì)機(jī)場(chǎng)甚高頻通信干擾產(chǎn)生的原因，提出了解決方案。作為民航人應(yīng)積極配合相關(guān)部門(mén)開(kāi)展的無(wú)線電使用的宣傳教育工作，給更多的圈外人普及無(wú)線電干擾的危害，為民航的安全和發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

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