DME測(cè)距系統(tǒng)的應(yīng)用與干擾確定

王軍石

摘 要 測(cè)距系統(tǒng)是當(dāng)前廣泛應(yīng)用于民航體系中的重要設(shè)備，其工作狀態(tài)直接關(guān)系到民航體系的安全水品，因此不容忽視。文章首先對(duì)DME系統(tǒng)的主要構(gòu)成，以及相關(guān)參數(shù)做出了必要說(shuō)明，而后進(jìn)一步在此基礎(chǔ)之上，對(duì)于其工作中常見(jiàn)的干擾種類和來(lái)源進(jìn)行了剖析，為展開(kāi)進(jìn)一步DME系統(tǒng)優(yōu)化典型了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 測(cè)距系統(tǒng)；DME；干擾

中圖分類號(hào) TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）197-0088-02

測(cè)距系統(tǒng)（DME，Distance Measuring Equip

ment），目前廣泛應(yīng)用于民航系統(tǒng)中，其作用在于實(shí)現(xiàn)近程航空無(wú)線電導(dǎo)航，通過(guò)無(wú)線電實(shí)現(xiàn)測(cè)距，并且通過(guò)儀表向飛行員提供必要的距離信息。DME系統(tǒng)本身可以與高頻全向信標(biāo)（VOR，Very High Frequency Omnidirectional Range）共同展開(kāi)工作，其中VOR提供方位引導(dǎo)信息，而DME提供距離信息，兩個(gè)方面相互組合，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)于飛機(jī)的定位。除此以外，DME還可以與儀表著陸系統(tǒng)（ILS，Instrument Landing System）展開(kāi)協(xié)同工作，給進(jìn)近和著陸的飛機(jī)提供至測(cè)距儀或著陸點(diǎn)或跑道入口的連續(xù)距離。對(duì)于DME的工作狀態(tài)，國(guó)標(biāo)GB/T18902-2002《超高頻測(cè)距儀性能要求和測(cè)試方法》中對(duì)于其脈沖波形、脈沖間隔、射頻脈沖頻譜以及頻率容差等多方面的參數(shù)都做出了明確的要求，同時(shí)規(guī)定了檢測(cè)設(shè)備以及傳到測(cè)試方法等，為DME工作的有效準(zhǔn)確展開(kāi)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一個(gè)典型的DME系統(tǒng)，由輸入輸入、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、脈沖收發(fā)信機(jī)、RF通道、外部連接接口系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、天線和計(jì)算機(jī)等組件共同構(gòu)成，其中其天線系統(tǒng)，以FSD-45型設(shè)備為例，采用FAN-96型9dB增益全向輻射天線，其工作頻率報(bào)仇在960MHz～1215MHz范圍內(nèi)。DME系統(tǒng)采用詢問(wèn)-回答工作方式，對(duì)無(wú)線電脈沖信號(hào)在空間的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)度，并且計(jì)算出提問(wèn)和應(yīng)答雙方的距離。在這個(gè)工作過(guò)程中，有幾個(gè)主要的參數(shù)需要有所了解。

首先是波道和頻率，DME系統(tǒng)本身有252個(gè)波道用于實(shí)現(xiàn)測(cè)距，X和Y波道各有126個(gè)，相鄰波道詢問(wèn)頻率差距為1MHz，而對(duì)應(yīng)的波道上詢問(wèn)和應(yīng)答頻率則相差63MHz。從波形的角度看，DME系統(tǒng)發(fā)射偽高斯波形，呈現(xiàn)sinc函數(shù)特征，每一個(gè)發(fā)射脈沖對(duì)信號(hào)的重復(fù)頻率為700Hz～2 700Hz，脈沖寬度為3.5μs±0.5μs，脈沖上升時(shí)間≤3μs，下降時(shí)間≤3.5μs。脈沖對(duì)中的兩個(gè)脈沖間隔，在X模式和Y模式之下分別為12μs以及30μs。其次，在識(shí)別信號(hào)方面，DME系統(tǒng)采用1 350Hz調(diào)制單音的摩爾斯電碼發(fā)送識(shí)別信號(hào)，脈沖對(duì)重復(fù)頻率為1 350pp/s，每隔40s發(fā)送一次，并且保持每分鐘6個(gè)字以上，每個(gè)識(shí)別碼組的總發(fā)射時(shí)間控制在5s以內(nèi)。最后，對(duì)于DME系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域方面，以視距傳播作為傳播方式的DME，目前采用的地面設(shè)備的脈沖輸出功率有保持在1 000W（30dBW）以上，以及保持在100W（20dBW）以上兩種規(guī)格可以選擇，當(dāng)DME系統(tǒng)與VOR協(xié)同工作的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)確保DME設(shè)備覆蓋區(qū)域不小于VOR覆蓋區(qū)域，而與ILS或者微博著陸系統(tǒng)（MLS， Microwave Landing System）協(xié)同工作的時(shí)候，DME系統(tǒng)覆蓋區(qū)同樣應(yīng)當(dāng)能夠保持與ILS或者M(jìn)LS方位引導(dǎo)扇區(qū)的覆蓋相等。

在對(duì)DME系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)有所了解的基礎(chǔ)之上，可以進(jìn)一步展開(kāi)對(duì)于其工作干擾狀況的考察。干擾是影響DME系統(tǒng)正常工作的首要因素，是影響到DME系統(tǒng)在導(dǎo)航過(guò)程中提供信息精確程度的重要因素。對(duì)于DME系統(tǒng)而言，其地面設(shè)備與機(jī)載設(shè)備之間的詢問(wèn)-應(yīng)答頻率受到干擾的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)諸多異常狀況，諸如應(yīng)答效率下降、告警等，嚴(yán)重的時(shí)候，甚至?xí)斐赏Ｖ狗?wù)的局面。與此同時(shí)，機(jī)載端的測(cè)距讀數(shù)同樣也會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的特征，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)誤差會(huì)有所上升。并且考慮到飛機(jī)本身的移動(dòng)速度較快的特征，受干擾的空間位置高度高，干擾區(qū)域范圍大，對(duì)應(yīng)的干擾位置就比常規(guī)干擾更加難以確定，排查工作面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。

想要面向DME系統(tǒng)干擾實(shí)現(xiàn)有效的排查和進(jìn)一步的控制，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)其干擾來(lái)源和基本類型有一個(gè)比較深入的了解，才能有的放矢地展開(kāi)干擾控制工作。就DME系統(tǒng)而言，實(shí)際工作中比較常見(jiàn)的包括互調(diào)干擾、同頻干擾和帶外干擾3個(gè)主要方面。其中互調(diào)干擾，又可以進(jìn)一步分為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾和接收機(jī)互調(diào)干擾，其中前者是指某一臺(tái)或者多臺(tái)發(fā)射機(jī)信號(hào)落入另一臺(tái)發(fā)射機(jī)，并且在此末級(jí)功放的非線性作用下相互調(diào)制，進(jìn)一步生成多余的組合頻率，最終形成對(duì)該頻率之下接收機(jī)的干擾，妨礙其讀取對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)。而后者，則是接收機(jī)同時(shí)接到多個(gè)強(qiáng)信號(hào)的時(shí)候，在其前端非線性電路作用下產(chǎn)生互調(diào)頻率，這樣的信號(hào)進(jìn)一步落入接收機(jī)頻帶內(nèi)形成干擾因素，不利于設(shè)備工作。此種情況多見(jiàn)于相關(guān)設(shè)備老化，或者導(dǎo)航設(shè)備相關(guān)性能不足的情況。

其次，即同頻干擾，指干擾源與正常信號(hào)頻率相同，從而導(dǎo)致兩個(gè)信號(hào)疊加在一起形成干擾的狀況。此種干擾比較普遍，會(huì)出現(xiàn)在任何環(huán)境中，不僅僅航空領(lǐng)域常見(jiàn)，其他領(lǐng)域也并不少出現(xiàn)。同頻干擾的干擾源可能來(lái)源于系統(tǒng)內(nèi)部或者外部，并且以內(nèi)部干擾比較嚴(yán)重，相對(duì)而言，外部干擾源剛好與接收射頻頻率相同并且形成干擾的情況并不多見(jiàn)。而對(duì)于源自內(nèi)部的干擾而言，互調(diào)、諧波、變頻等許多形成原因都會(huì)形成干擾，最終產(chǎn)生與接收頻率相同的頻率造成的干擾。

最后，帶外干擾的形成源于發(fā)射機(jī)的雜散輻射和接收機(jī)的雜散響應(yīng)兩個(gè)方面。就發(fā)射機(jī)的雜散輻射干擾而言，主要是出現(xiàn)在當(dāng)以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)展開(kāi)調(diào)制的情況下，除載頻以及因正常調(diào)制等因素引起的邊帶以及鄰道以外離散頻率上的輻射。與之對(duì)應(yīng)，接收機(jī)的雜散響應(yīng)干擾則主要是指接收端在正常工作的時(shí)候，除去接受到的常規(guī)工作信號(hào)以外，還會(huì)接收到其他頻率的雜散信號(hào)，并且進(jìn)一步對(duì)這些雜散信號(hào)進(jìn)行“響應(yīng)”。雜散響應(yīng)與接收機(jī)本振的頻率純度有關(guān)，并且以中頻響應(yīng)和鏡頻響應(yīng)為主。其中中頻響應(yīng)是指干擾信號(hào)頻率接近接收機(jī)中頻頻率的時(shí)候，如果前端電路的選擇性不佳，則會(huì)導(dǎo)致干擾信號(hào)輸入到混頻器中，并且造成輸出失真以及噪音等問(wèn)題，形成中頻響應(yīng)。而對(duì)于鏡頻響應(yīng)，則是源于鏡像頻率與本振頻率差拍產(chǎn)生，最終通過(guò)中頻回路形成響應(yīng)動(dòng)作。

對(duì)于干擾源的確定來(lái)說(shuō)，實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)對(duì)既有的干擾進(jìn)行確定和排查，并且對(duì)相關(guān)情況進(jìn)行記錄，形成檔案，便于支持未來(lái)工作中的干擾排查任務(wù)。常規(guī)而言，無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)、空管二次監(jiān)視雷達(dá)、移動(dòng)通信基站以及其他非無(wú)線電設(shè)備，和新聞?dòng)迷O(shè)備等，都會(huì)造成對(duì)于DME系統(tǒng)的干擾，實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)特別加以關(guān)注，并且對(duì)它們分別造成了何種干擾加以統(tǒng)計(jì)，形成有用的材料。

安全是航空體系中的頭等大事，DME系統(tǒng)作為航空通信體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于其安全發(fā)揮著不容忽視的作用。當(dāng)前社會(huì)上各種新業(yè)務(wù)層出不窮，使得電磁空間日漸擁擠，干擾問(wèn)題逐步突出，保護(hù)航空通信平穩(wěn)，成為目前的工作重點(diǎn)之一。實(shí)際工作中，唯有謹(jǐn)慎對(duì)待，才能不斷推進(jìn)抗干擾等相關(guān)工作的發(fā)展成熟，使其成為我國(guó)航空體系安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要力量。

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