民航甚高頻干擾案例及解決方法淺析

高照盼

（民航新疆空管局空中交通管制中心技術(shù)保障中心，烏魯木齊 830016）

目前，民用航空中甚高頻通信是實現(xiàn)地面與空中（管制員與飛行員）通信的重要技術(shù)手段，而新疆空管飛行情報區(qū)作為我國最大的空中管制區(qū)，是通往歐洲和中亞地區(qū)的空中大動脈。近年來，隨著新疆空管空域航班流量的激增，所需的無線電通信信道數(shù)量也逐漸增加，標志著甚高頻通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性變得日趨重要。隨著各類廣播電臺的增加，民航電磁環(huán)境變得日益復雜，民航無線電受到干擾的情況也時有發(fā)生，成為影響航班安全運行的重要隱患。如何避免各種電磁干擾，提高地空通話的質(zhì)量，是當下民航局急需解決的問題。本文以工作中遇到的實際干擾案例為例進行分析，探討解決方法。

1 民航甚高頻通信干擾類型簡介

民航甚高頻干擾通常包括互調(diào)干擾、鄰頻干擾、同頻干擾和外部環(huán)境干擾，其中互調(diào)干擾和鄰頻干擾是目前較為常見的類型。

互調(diào)干擾是指當2個或更多不同頻率的信號同時輸入非線性電路時，其互相調(diào)制所產(chǎn)生的與本地信號相近的組合頻率分量，通過接收機對本地信號造成干擾的現(xiàn)象。在實際工作中最為常見的是三階互調(diào)干擾，其滿足的關(guān)系為：

式中，f1、 f2、 f3為基帶信號； f4為寄生信號。由此可見，如果在同一管制區(qū)域出現(xiàn)兩個頻率的差恰好等于另外兩個頻率的差，就會出現(xiàn)互調(diào)干擾現(xiàn)象。

鄰頻干擾是指在相鄰頻道工作的接收機受到鄰近頻率的干擾，當調(diào)頻后的正常信號的分量落入鄰近信道接收機中，即對其他頻率有一定的響應時，便會產(chǎn)生鄰頻干擾現(xiàn)象，嚴重影響地空通話的信號質(zhì)量。

2 實際干擾案例分析

2.1 塔臺使用A 頻率和B 頻率時，可接收到C 頻率的干擾

2.1.1現(xiàn)象

據(jù)塔臺管制員反映，在發(fā)射臺與航管樓同時發(fā)送A 和B 頻率信號時，會串進C 的頻率聲音，干擾嚴重時可能會影響正常的地空通話。其中，A 為烏魯木齊塔臺對地通信第一頻率，B 為尚在測試中的新增對地通信第二頻率，C 為國際應急頻率，而發(fā)射臺與航管樓互為備份異址臺站，并共同為塔臺提供通信保障。

2.1.2解決措施

經(jīng)檢查，本地設備正常，天線系統(tǒng)正常。通過分析計算，上述3個頻率信號滿足三階互調(diào)干擾的關(guān)系：

隨后使用異址臺站對此頻率進行測試，干擾現(xiàn)象便消失了。由于塔臺對甚高頻通信距離的要求相對較短，在不影響正常工作時，考慮將A 和B 頻率信號的功率適當降低，并提高相應的靜噪門限，即可基本解決該頻率串擾的問題；而發(fā)射臺和航管樓作為互為備份的異址臺站，可在內(nèi)話配置中將發(fā)射臺和航管樓分配到不同的頻率框內(nèi)，以便管制使用過程中盡量通過異址臺進行通信，再一次避免該互調(diào)干擾的發(fā)生。

2.2 塔臺使用D 頻率時，串入E 頻率的干擾

2.2.1現(xiàn)象

據(jù)塔臺管制員反映，塔臺使用發(fā)射臺的D 頻率信號時串入?yún)^(qū)調(diào)E 頻率信號的干擾，其中D 為烏魯木齊塔臺主頻，E 為烏魯木齊區(qū)域管制一扇和四扇的備頻。

2.2.2原因分析

（1）首先檢查本地甚高頻通信設備是否一切正常，隨后詢問管制干擾發(fā)生的相關(guān)情況。頻率干擾現(xiàn)象發(fā)生時，E 、D 的頻率信號均在發(fā)射臺甚高頻通信系統(tǒng)內(nèi)。隨后管制配合測試發(fā)現(xiàn)，當區(qū)調(diào)使用五家渠市的E 同頻異址臺時，干擾便會消失，初步懷疑是發(fā)射臺頻率之間存在互調(diào)干擾。

（2）當日干擾現(xiàn)象發(fā)生時，通信室正在按計劃對區(qū)管收發(fā)信機房進行秋季換季維護。根據(jù)干擾現(xiàn)象發(fā)生時的錄音，發(fā)現(xiàn)串擾現(xiàn)象比較明顯，而D 和E 這2個頻率信號之間相差2.85MHz，根據(jù)甚高頻相鄰信道抑制規(guī)范要求，可知這2個信道之間不可能存在直接干擾，極有可能是與其他頻率間存在三階或五階的互調(diào)干擾。

（3）調(diào)取干擾出現(xiàn)時間段內(nèi)所有發(fā)射臺頻率的錄音，發(fā)現(xiàn)在D 頻率信號中串入?yún)^(qū)調(diào)E 頻率信號的聲音時，處于進近階段的一架飛機也在使用發(fā)射臺發(fā)射的F （F為進近三扇主頻）頻率信號，由此可以證實這3個頻率間存在互調(diào)干擾。計算發(fā)現(xiàn)，此互調(diào)干擾為三階互調(diào)干擾，干擾公式為：

根據(jù)互調(diào)干擾出現(xiàn)的條件發(fā)現(xiàn)，同一個臺站（如發(fā)射臺）只要同時發(fā)射E 和F 頻率信號時，就會串入D 信道的頻率信號，或者當管制同時發(fā)射E 和D 頻率信號時，也會串入F 頻率信號。

2.2.3解決方法

借鑒第一個干擾案例，結(jié)合塔臺通信距離，適當降低D 頻率信號的電臺功率，并提高相應的靜噪門限，可緩解該頻率串擾問題。由于在短暫時間內(nèi)無法對頻率配置進行重新分配，所以值班員建議塔臺及進近管制員合理分配使用甚高頻臺站，盡量避免同時使用相同的甚高頻通信臺站。E 頻率信號作為區(qū)調(diào)備頻，在主頻無法保障時，也可使用發(fā)射臺鄰近臺站的E 頻率信號來保障通信。

以上2種三階互調(diào)干擾情況的解決方法，均是從規(guī)避該非線性電路、提高門限，從而使干擾信號不進入該工作信道等方面來消除三階互調(diào)干擾。在實際工作中，通常使用三階互調(diào)公式進行計算，從而避免不同頻率互相調(diào)制所產(chǎn)生的新的組合頻率分量與本地信號的接收頻率相等或相近，以此來避免三階互調(diào)干擾現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3塔臺使用G 頻率時，串入C 頻率的干擾

2.3.1現(xiàn)象

據(jù)塔臺管制員反映，在使用航管樓G 頻率信號時，航管樓C 頻率信號可收到該頻率的串擾聲；而使用發(fā)射臺G 頻率信號時，航管樓C 頻率信號工作正常，未出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。其中，G 頻率信號為烏魯木齊塔臺放行頻率，而發(fā)射臺與航管樓互為備份異址臺站，并共同為塔臺提供通信保障。

2.3.2原因分析

截至2020年，G 和C 頻率信號所在系統(tǒng)已使用22年，系統(tǒng)腔體濾波器老化，性能下降。該系統(tǒng)在塔臺場監(jiān)搬遷之前，使用的甚高頻收發(fā)炮筒天線的垂直隔離度高，可避免干擾問題；在搬遷過程中，受塔臺樓頂面積影響，系統(tǒng)更換了甚高頻收發(fā)天線，天線間的距離相對較近，導致天線間隔離度減小，加大了干擾發(fā)生的概率；而使用異址臺G 頻率信號時，航管樓的C 頻率信號并未產(chǎn)生串擾現(xiàn)象，2套甚高頻系統(tǒng)安裝在不同的臺址，證實了控制天線隔離度對抑制干擾具有重要作用。

2.3.3解決方法

（1）在塔臺樓頂加裝甚高頻天線支架，使得發(fā)射天線和接收天線保持一定的空間距離，增加塔臺甚高頻天線的垂直隔離度。

（2）在航管樓甚高頻通信系統(tǒng)中加裝單向器。

（3）適當降低航管樓G 頻率信號的電臺功率，在滿足信號覆蓋要求的前提下，緩解對C 頻率信號的串擾。

（4）在不影響管制正常通信的前提下，可以使用異址臺站G 頻率信號進行通信。

在實際工作中，如果一部電臺正常工作時發(fā)出的信號較強，而足以打開另一部電臺的接收機靜噪門限時，便會產(chǎn)生鄰頻干擾。實際工作中單靠接收機本身對強信號的抑制是有限的，必須依靠增加收發(fā)天線的距離來減輕相鄰頻率產(chǎn)生的干擾。一般情況下，天線間隔控制在20m時，接收機對較強鄰頻信號的抑制作用最好。同時，根據(jù)甚高頻接收機的工作原理，可通過帶通濾波器接收到有用的信號，同時對其他信號進行衰減，從而達到抑制鄰頻干擾的效果。

3 臺站使用頻率分析和計算

根據(jù)近年來終端區(qū)三階互調(diào)干擾現(xiàn)象時有發(fā)生的情況，同時結(jié)合多頻率點互相作用產(chǎn)生干擾，衍生出五階互調(diào)干擾公式為：

式中，f1、f2、f3為基帶信號；f0為寄生信號。

對終端區(qū)現(xiàn)有主頻頻率配置情況進行三階互調(diào)及五階互調(diào)干擾進行計算與分析，以便為下次頻率分配提供可行性建議。航管樓臺站和發(fā)射臺站存在互調(diào)干擾的分析結(jié)果見表1和表2，其中，H為進近二扇主頻，I為進近四扇主頻，J為區(qū)域三扇主頻，K為軍航協(xié)調(diào)頻，M為區(qū)域二扇主頻，N為區(qū)域四扇主頻，O為進近一扇主頻。

表1 航管樓臺站互調(diào)干擾的分析結(jié)果

表2 發(fā)射臺站互調(diào)干擾的分析結(jié)果

結(jié)合表1、表2可以發(fā)現(xiàn)：

（1）經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)，頻率為F 、I 的信號所造成的三階、五階互調(diào)干擾較多。

（2）在發(fā)射G 頻率信號的同時，發(fā)射D、F 頻率信號會產(chǎn)生五階互調(diào)干擾。從頻率配置分析：F 頻率信號為進近三扇主頻，G 頻率信號為塔臺地面第二放行席主頻，D 頻率信號為塔臺主頻，這3個頻率同時發(fā)射的幾率較大，在實際工作中造成互調(diào)干擾的可能性較大。

（3）在發(fā)射F 頻率信號的同時，發(fā)射M 、H頻率信號會產(chǎn)生五階互調(diào)。從頻率配置分析：F 、H、M 這3個頻率同時發(fā)射的幾率較大，在實際工作中造成互調(diào)干擾的可能性較大。

（4）D 、O 、A 、F 中任意3個頻率信號同時發(fā)射都會產(chǎn)生三階互調(diào)，干擾另一頻率；以上頻率信號也均為主頻，同時使用幾率較大，在實際工作中會造成互調(diào)干擾。

4 結(jié)束語

在實際工作中，要想解決無線電干擾問題，建議首先從設備入手降低干擾源的功率，關(guān)閉未使用的干擾源；在對甚高頻臺站進行選址時，加強對當?shù)丨h(huán)境的監(jiān)測，與當?shù)卣盁o線電委員會共享環(huán)境數(shù)據(jù)，以便出現(xiàn)干擾時快速確定干擾源問題；在日常值班過程中，重視管制員反映的干擾問題，總結(jié)干擾規(guī)律，避免同樣的干擾問題重復出現(xiàn)；加強無線電管理法律法規(guī)的普及，將理論付諸于實踐，為民航事業(yè)的安全高效發(fā)展保駕護航。