空管設備電磁干擾源定位算法研究

苑芳銘

引言：

科技的發(fā)展促進了航空管理的技術飛躍，通信導航建設設備保有量在此環(huán)境下逐漸增加。同時，受到無線電頻譜資源緊張的影響，私人廣播電臺、視頻無線傳輸、移動通訊站等無線電的發(fā)射系統(tǒng)，都會成為電磁干擾源，對民航的空管設備造成影響，嚴重時甚至會導致地空通信中斷的產生，因此，必須在充分了解電磁干擾概念的基礎上，對其分類條件進行明確的劃分，從而采取有針對性的科學計算模型對其進行有效的管理，降低電磁干擾源對空管設備的影響條件。

一、無線電干擾基本概念與類型劃分

（一）無線電干擾概念

簡而言之，無線電干擾源就是以無線電磁波形式存在的信號，由于其存在與應用條件，影響并阻礙了電磁信號的高質量通信。甚至在空管設備使用中，這種影響甚至會直接導致無線電磁信號的終端。從連接方式分析，無線電磁干擾信號通過直接或間接的耦合方式，將自身的信號內容在常規(guī)無線電磁線路中進行疊加，從而造成了不可逆的損失條件。

（二）無線電干擾分類

根據(jù)無線電磁的應用原理，可以將其干擾類型劃分為互調干擾、交調干擾與副波道干擾這三個較為典型的干擾類型。首先，在互調干擾中，無線電磁信號在正常進行收發(fā)傳遞的過程中，在端口處受到干擾源的影響，并出現(xiàn)了變頻的問題，這種變化屬于非線性的作用關系，在具體的語音通信中表現(xiàn)出明顯的呼嘯聲；其次，交調干擾最為典型，雖與互調干擾有相似之處，兩者的差異表現(xiàn)也極為明顯，在交調干擾的影響下，最先出現(xiàn)變化的是變頻器，并在其傳導作用中，降低了無線電磁通信的質量，即便是在處理難度上，交調干擾也表現(xiàn)出較強的處置難度；第三，副波道干擾的表現(xiàn)較為特殊，如果某個特定的電磁信號在變頻器的處理后成為了干擾信號，就可被稱作副波道干擾，因此這種干擾方式也被形象的成為寄生波道干擾。通過以上三種無線電磁干擾類型的分析不難看出，變頻器的應用兼具了正向與負面的兩方面作用水平，不僅是電磁傳導的有效工具，同時，也是放大干擾信號的基本條件。

二、空管設備的電磁干擾源定位算法

（一）電磁波衰減模型

為了保證對空管設備電磁干擾源定位的準確性水平，在計算方法與模型中，必須加入相應的地球曲率半徑條件下產生的誤差條件，并由此修正誤差對定位模型數(shù)據(jù)計算的影響效果，增加遠距離位置定位測算的精度條件。

對空間信號展開檢測的過程中，諸如下滑信標一類的精密設備，可以幫助飛機提供良好的垂直方向引導信號，從而保證數(shù)據(jù)的準確性水平。例如，當下滑的標稱值為3°時，這一參數(shù)信息是在水平平面下提出的，如果下滑的距離增加，大地坐標與相應引導天線的位置條件會發(fā)生些許的變化，因此對于地球曲率信息誤差的修正是十分有必要的，距離條件越大，誤差參數(shù)的影響效果就越明顯。

當檢測數(shù)據(jù)在幾公里以上時，受到地區(qū)半徑條件的影響，GPS坐標位置必須進行重新的定位與計算，并重新計算出信號發(fā)射電磁監(jiān)控點之間的相對高度和水平距離，從而保證整體信號的穩(wěn)定性水平[1]。在進行距離修正計算的過程中，可以將發(fā)射點定義為PT，將接收點定位PR，在假設兩點還把高度一致的條件下，假想PO為地球的幾何中心點。在此數(shù)據(jù)模型的基礎上，將大地坐標數(shù)據(jù)作為參數(shù)條件，PR與PD之間的水平距離條件是扇形的恒定閾值a，高度條件就可定義為具體的hR-hT，在此計算方法下產生的位置點坐標就可用（a，hR-hT）來表示，然而卻與實際的位置點（A，H）有明顯的差異性條件。例如，當?shù)刈鴺讼嗑?5km時，其高度差值的數(shù)值條件達到了13m以上。而這一條件會隨著具體距離數(shù)值的增加而不斷擴大。

在自由空間的耗損中，有功率條件的電磁輻射源可以用具體的數(shù)值P0指代，在距離條件為r的位置處功率計算就可用PS=P0/4πr2來表示[2]。將這一計算公式進行延展，將球面的位置條件r帶入，就可產生法向面積為S的模型，此時這一面積條件下可以接收到的最大功率條件Pr的數(shù)值與PsSmax相等，計算公式可以表示為

Pr=PsSmax=P0Smax/4πr2

由此，僅需計算這一區(qū)域的最大面積值Smax就可完成計算內容。

在此過程中，可嘗試引入波長條件X，并將此范圍視作波長包圍的整體區(qū)域，將波長視作此面積的周長條件，在不同的形狀下，展現(xiàn)出差異性的面積條件。在定積最大原理的指導下，當形狀出現(xiàn)等邊三角形時，就會在面積上達到峰值[3]。由此可將面積基本定義為：

S3=X2/12√3≈X2/20.4

如果這一圖形為正方形，則表示為：

S4=X2/16

當形狀為正六邊形，則可將具體定義為：

S6=X2/8√3≈X2/13.6

然后，將此公式進行延展，可以得到圓形的最大面積計算公式，并表示為：

Smax=X2/4π

由此將光速C=3×108m/s的數(shù)據(jù)帶入，并將距離設置為公里，頻率設置為兆赫茲，就可完成計算模型的設計內容，并表示為：

Lossf（dB）=-32.437-20log10r（km）-20log10f（MHz）

由此公式作為自由空間耗損的表達內容，并有效的驗證距離與衰減的正比例關系，而當頻率增加時，也會表現(xiàn)出衰減率的增加。

（二）無線電定位模型

在對干擾源進行定位的過程中，其原理內容是建立在無線電磁自由空間耗損模型的基礎上的，將二次雷達的工作頻率保持在1090MHz的條件時，可以直接的出以下的公式模型：

X-37.5-20lg（P1）=Q1

X-37.5-20lg（P2）=Q2

X-37.5-20lg（P3）=Q3

在公式中，X作為位置的數(shù)值，P1、P2、P3則分別代表三個點檢測的信號強度水平，當Q1、Q2、Q3為未知的數(shù)量單位時，表示點位與點位與干擾源的距離條件[4]。當Q1、Q2、Q3所對應的點位條件分別固定時，可以應A、B、C完成指代，后溝根據(jù)坐標條件（X1，Y1），（X2，Y2），（X3，Y3），并由此將干擾點的位置設置為（X4，Y4），然后分別將A、B兩點設置在X軸上，直接映射到新建立的直角坐標系中，就可將A點的坐標設置為（0，0）、B點坐標為（XB，0）、C點的坐標為（XC，YC）。由此，在進行鏡象對稱的處理中，應用頻譜儀器或是場強儀器對天線雷達進行連接，將天線的主播束對準計算模型中求出的兩點位置，從而將強信號定義為真實的干擾源，完成整體數(shù)據(jù)內容的計算。

總結：

在應用電磁波衰減模型與無線電定位模型的過程中，可以在電磁比幅計算的基礎上，大致的估算出干擾點所在的位置，并在天線瑞利界之外的干擾源進行探測。同時，發(fā)揮電磁波衰減定律的指導作用，在綜合分析地球曲率半徑的基本條件下，增加遠距離干擾源的估算精確度。同時，在二次雷達設備中，可以有效的完成800m-50km距離區(qū)間的干擾計算，為提高精確度條件創(chuàng)作基本前提。

參考文獻：

[1]鄭良廣，王飛，侯曉偉.傳導性電磁兼容干擾信號自動處理研究[J].電子設計工程，2018，26（03）：125-128.

[2]曾濤，龔熙.自動氣象站溫度傳感器在現(xiàn)場檢定中電磁干擾源的探討[J].電子測試，2017（19）：8-9.

[3]陳少昌，任圣君，章耀文.基于盲波束形成的電磁干擾源定位[J].微型機與應用，2017，36（10）：89-91.

[4]曹亮杰.關于電磁兼容與電磁防護相關研究探討[J].中國新通信，2016，18（08）：133.