北京終端區(qū)甚高頻頻率干擾的影響與處理

孔時(shí)達(dá)

摘要：該文主要介紹了北京終端區(qū)甚高頻頻率干擾的類型與影響，并通過實(shí)際案例提出了了解決甚高頻干擾的一些方法。

關(guān)鍵詞：民航甚高頻;無線電干擾;甚高頻干擾案例

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）15-0255-02

隨著我國(guó)民航事業(yè)的快速發(fā)展，乘坐飛機(jī)出行已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民的主要出行方式。而伴隨著大興機(jī)場(chǎng)的順利開航，未來北京航空運(yùn)輸量會(huì)進(jìn)一步提升，這就對(duì)地空通信質(zhì)量和穩(wěn)定性的要求進(jìn)一步提高。我國(guó)大部分機(jī)場(chǎng)均在使用甚高頻技術(shù)進(jìn)行地空通信。伴隨著甚高頻技術(shù)在中國(guó)民航業(yè)的大量應(yīng)用，無線電干擾成了導(dǎo)致地空通信質(zhì)量好壞的不確定因素。本文將介紹北京首都機(jī)場(chǎng)終端區(qū)遇見的一些干擾以及處理辦法。

1終端區(qū)甚高頻基本介紹

目前民航甚高頻頻率范圍為118MHz-136.975MHz，而終端塔臺(tái)區(qū)域有主用頻率10個(gè)，備用頻率5個(gè)。進(jìn)近管制區(qū)域有主用頻率8個(gè)，備用頻率4個(gè)。甚高頻發(fā)射與接收設(shè)備均用PCM（pulse code modulation脈沖編碼調(diào)制）設(shè)備與終端用戶進(jìn)行連接，并且采用主備雙路由，保障了傳輸?shù)陌踩浴?/p>

由于終端區(qū)域管制對(duì)于通信的傳輸距離與覆蓋面積要求不高，所以大部分甚高頻臺(tái)站均在北京市內(nèi)甚至在機(jī)場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)。比較常用的有西山甚高頻臺(tái)站與場(chǎng)監(jiān)甚高頻臺(tái)站。這樣較為密集的臺(tái)站分布也造成了終端區(qū)甚高頻建設(shè)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，其中優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備較為集中并且距離市中心不遠(yuǎn)，對(duì)于維修與維護(hù)會(huì)比較方便，而因?yàn)闃O端天氣造成的干擾也會(huì)減少。而缺點(diǎn)是在出現(xiàn)較強(qiáng)干擾源的情況下會(huì)同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備造成干擾，產(chǎn)生較大影響，同時(shí)在距離城市較近的情況下，干擾源也更容易出現(xiàn)，并且信號(hào)更強(qiáng)。

終端區(qū)甚高頻設(shè)備均有遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，由相關(guān)設(shè)備部門24小時(shí)進(jìn)行巡視，保障不會(huì)由于設(shè)備自身原因產(chǎn)生干擾造成影響。監(jiān)控分為設(shè)備參數(shù)監(jiān)控以及設(shè)備機(jī)房攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控和機(jī)房的溫度等數(shù)據(jù)的監(jiān)控。發(fā)現(xiàn)問題后立即會(huì)有相關(guān)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。

2甚高頻干擾的類型

所謂干擾是指在通信過程中發(fā)生的，由一種或多種發(fā)射、輻射、感應(yīng)或組合所產(chǎn)生的無用能量，并對(duì)甚高頻通信系統(tǒng)的發(fā)射端或者接收端產(chǎn)生影響，導(dǎo)致無線電通信性能下降，質(zhì)量惡化，嚴(yán)重的造成通信斷續(xù)甚至中斷。甚高頻干擾的類型與其他無線電干擾的類型基本一致，一般分為同頻率干擾、鄰頻道干擾、雜散干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾等。

（1）同頻率干擾

同頻率干擾就是指無用信號(hào)的載頻與有用信號(hào)的載頻相同，并對(duì)接收同頻有用信號(hào)的接收機(jī)造成的干擾。比如，一些人私自使用違章電臺(tái)，有意或無意使用與合法電臺(tái)相同的頻率，但因復(fù)用距離太小造成對(duì)合法無線電臺(tái)的干擾。當(dāng)然，也有因無線電管理部門指配頻率不當(dāng)，或相鄰地域的無線電管理部門在指配頻率時(shí)未進(jìn)行協(xié)調(diào)等原因造成同頻干擾的。在實(shí)際工作中，各地方臺(tái)站相同頻率一般采用設(shè)置頻偏25kHz整數(shù)倍來避免同頻干擾的出現(xiàn)。

（2）鄰頻道干擾

此類干擾是指在收信機(jī)射頻通帶內(nèi)或通帶附近的信號(hào)，經(jīng)變頻后落人中頻通帶內(nèi)所造成的干擾，稱為鄰頻道干擾，這種干擾會(huì)使收信機(jī)信噪比下降，靈敏度降低。此類干擾大部分是由于設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)造成的。因此對(duì)甚高頻備技術(shù)指標(biāo)要進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，必須符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）雜散干擾

雜散干擾主要是指由于發(fā)射機(jī)倍頻器的濾波特性不好，而使一些二次和三次諧波分量在發(fā)射機(jī)輸出級(jí)輸出，產(chǎn)生雜波輻射信號(hào)。另外，發(fā)射機(jī)的技術(shù)指標(biāo)不合格，也會(huì)使以載波為中心的噪聲分布相當(dāng)寬，在幾兆赫茲的頻帶內(nèi)造成干擾。消除雜散干擾的較為有效的辦法是在發(fā)射機(jī)輸出端接入選擇性濾波器，以減少干擾信號(hào)。

（4）互調(diào)干擾

互調(diào)干擾是由于不同頻率的兩個(gè)或多個(gè)射頻信號(hào)在某臺(tái)發(fā)射機(jī)功放末端經(jīng)非線性作用產(chǎn)生了新的等于另一頻點(diǎn)的頻率分量而引起的。消除互調(diào)干擾的方法有三種：一是利用天線的空間隔離來減少發(fā)射機(jī)之間的耦合，二是在發(fā)射機(jī)末級(jí)輸出端加裝單向器，三是上述兩種方法的組合使用。

（5）阻塞干擾

阻塞干擾是指，當(dāng)強(qiáng)的干擾信號(hào)與有用信號(hào)同時(shí)加入接收機(jī)時(shí)，強(qiáng)干擾會(huì)使接收機(jī)鏈路的非線性器件飽和，產(chǎn)生非線性失真。只有有用信號(hào)，在信號(hào)過強(qiáng)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生振幅壓縮現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)阻塞。阻塞會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)無法正常工作，長(zhǎng)時(shí)間的阻塞還可能造成接收機(jī)的永久性性能下降。

3甚高頻頻率干擾產(chǎn)生的原因

甚高頻頻率干擾產(chǎn)生的原因有很多，但其中最為常見或影響較大的有以下三種：

（1）人為原因

眾所周知任何生產(chǎn)和工作都離不開人，而人為因素導(dǎo)致的安全生產(chǎn)事故也是屢見不鮮。由于民航甚高頻設(shè)備需要二十四小時(shí)高強(qiáng)度的運(yùn)行，所以必須需要維護(hù)人員對(duì)其進(jìn)行定期的更新與維護(hù)，如果維護(hù)人員對(duì)設(shè)備巡視不到位或者在維護(hù)設(shè)備時(shí)進(jìn)行了不當(dāng)操作，就可能導(dǎo)致大面積的頻率干擾，最終造成安全事故。另外，不合規(guī)的廣播電臺(tái)干擾也可以被歸類為人為原因。

（2）設(shè)備原因

雖然維護(hù)人員會(huì)對(duì)甚高頻設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，但依然無法避免設(shè)備在高強(qiáng)度運(yùn)行下的老化問題。設(shè)備的老化不僅僅存在于甚高頻的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)，還存在于與用戶端連接的傳輸設(shè)備，而傳輸設(shè)備的老化往往是致命的，因?yàn)閭鬏斣O(shè)備的單條路由就包括多個(gè)甚高頻頻率，一旦出現(xiàn)問題就是大面積的頻率失效或者強(qiáng)干擾。

（3）自然原因

由于甚高頻需要在空氣中進(jìn)行傳播，天氣等因素也會(huì)影響到傳輸信號(hào)的質(zhì)量，而地震等因素也會(huì)影響到地面的傳輸設(shè)備。極端的天氣比如雷暴，會(huì)對(duì)甚高頻設(shè)備造成雷擊導(dǎo)致設(shè)備故障。雖然這類問題出現(xiàn)的頻率很低，但影響卻是巨大的。

4甚高頻實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中遇到的干擾案例

案例一：

2016年5月23日夜間，首都機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)設(shè)備人員接到進(jìn)近與塔臺(tái)管制電話反映，118.5MHz，121.9 MHz，118.3 MHz，118.05MHz，119.7 MHz多個(gè)頻率受到干擾，其中118.5 MHz與121.9MHz頻率中有嘯叫聲，118.3 MHz，119.7 MHz，118.05 MHz三頻率中串人了120.6 MHz管制語音。干擾出現(xiàn)后，管制員立即轉(zhuǎn)用未干擾的其他頻率，并未造成較大影響。

經(jīng)過調(diào)查，造成此次干擾的原因?yàn)樵O(shè)備部門升級(jí)設(shè)備，但操作時(shí)施工資料存在錯(cuò)誤，導(dǎo)致引接線路時(shí)一根線纜接錯(cuò)了位置，最終導(dǎo)致大范圍的頻率干擾。為典型的人為原因所導(dǎo)致的甚高頻干擾。

案例二：

2018年10月19日中午，首都機(jī)場(chǎng)進(jìn)近管制員反應(yīng)，多個(gè)頻率的西山臺(tái)站可收到強(qiáng)干擾，其中包括120.6MHz、119.7 MHz、126.1 MHz、119.0 MHz等。管制員在收到干擾后立即在席位上關(guān)閉西山頻點(diǎn)接收，并使用相同頻率的其他頻點(diǎn)接收，但其他頻點(diǎn)也可收到較大干擾。此時(shí)管制部門不得不對(duì)進(jìn)港飛機(jī)流量進(jìn)行了限制，造成了一定影響。

經(jīng)過設(shè)備部門排查，造成干擾的原因?yàn)閭鬏斣O(shè)備老化導(dǎo)致。PCM設(shè)備板卡老化，導(dǎo)致在此塊板卡上的頻率同時(shí)自動(dòng)發(fā)射干擾信號(hào)，由于干擾信號(hào)強(qiáng)，其他臺(tái)站也都接收到了干擾，最終對(duì)管制服務(wù)造成了影響。此類干擾可以被歸類為設(shè)備原因所造成的干擾。

5有效減少甚高頻干擾的措施

甚高頻干擾無法被完全消除，但可以通過有效的手段減少干擾出現(xiàn)的頻率并減小干擾造成的影響。

通過在不同的地區(qū)建立甚高頻臺(tái)站，可以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)的甚高頻臺(tái)的異地備份。比如北京終端區(qū)的119.0MHz就同時(shí)擁有西山、塔河、200#三個(gè)甚高頻頻點(diǎn)，這樣做的好處就是可以提高甚高頻通信的可靠性，并且在單一臺(tái)站受到干擾時(shí)，可以選擇其他臺(tái)站，減小單一頻率所有頻點(diǎn)都無法使用的概率。由于大多數(shù)區(qū)域只要有兩個(gè)甚高頻臺(tái)就可以對(duì)整個(gè)扇區(qū)進(jìn)行覆蓋，所以整個(gè)扇區(qū)建設(shè)三個(gè)或者更多的甚高頻臺(tái)就可以大幅提高甚高頻通信的可靠性。

采用更多的路由傳輸可以有效減少傳輸故障造成的通信中斷，其中選擇更多種類的運(yùn)營(yíng)商可以預(yù)防故障的集中發(fā)生。比如電信與聯(lián)通所采用的傳輸方式就有所不同，可以有效提高甚高頻通信系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

針對(duì)人為原因?qū)е碌母蓴_，相關(guān)設(shè)備部門可以加強(qiáng)工程資料的編寫和核查工作;加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全教育并改變工程資料的審核方式，由單人審核改為雙人審核，確保施工資料準(zhǔn)確無誤。

6總結(jié)

甚高頻干擾一直是空管領(lǐng)域的安全隱患，雖然干擾的類型并不多，但是造成干擾的原因卻非常的多變，導(dǎo)致處理干擾的方式變得格外復(fù)雜，而至今也無法找到完全消滅干擾的合理化手段。隨著北京終端區(qū)航班量的增加，地空通信的穩(wěn)定性變得更為重要。希望本文對(duì)從事地空通信以及設(shè)備保障工作的相關(guān)人員有所幫助，從而保障安全生產(chǎn)及飛行安全。