航空無線電干擾分析及解決對(duì)策

劉 佳 王淵琛

（陜西昱琛航空設(shè)備股份有限公司，陜西 西安710089）

1 航空無線電干擾產(chǎn)生的源起

飛機(jī)在空中進(jìn)行飛行時(shí)，其高度在2000～10000m，此時(shí),飛機(jī)的無線電信號(hào)也會(huì)形成幾百公里的跨度范圍，當(dāng)飛機(jī)的速度非?？斓臅r(shí)候，無線線電信號(hào)的接受會(huì)有一定的時(shí)間誤差，此時(shí)，想要準(zhǔn)備定位飛機(jī)飛行過程中的干擾信號(hào)源，具有非常大的難度。因此，要實(shí)現(xiàn)干擾因素的排查，需要相當(dāng)大的人力、物力和時(shí)間。

2 機(jī)載無線電設(shè)備組成

在飛機(jī)上應(yīng)用的無線電設(shè)備有很多，而且每一種設(shè)備都發(fā)揮著各自獨(dú)有的作用。無線電設(shè)備根據(jù)其作用發(fā)揮方面存在的差異，主要分為兩種，即：傳遞信息的設(shè)備以及進(jìn)行方位指引的設(shè)備。

2.1 通信系統(tǒng)

短波單邊帶調(diào)幅電臺(tái)（HFSSB）和超短波（rvHF／UHI）共同構(gòu)成了機(jī)載的通訊體系，前一種系統(tǒng)主要用于遠(yuǎn)距離的空闊區(qū)的通訊；后一種超短波（rvHF／UHI）系統(tǒng)主要起著對(duì)近距離的密度大的空闊的交通地區(qū)的指示作用。

2.2 導(dǎo)航系統(tǒng)

這一系統(tǒng)是由LF-ADF、ILS、VOR、DME、GNSS 五類組成部分共同構(gòu)成的導(dǎo)航體系[1]。

3 當(dāng)前航空無線電干擾的現(xiàn)實(shí)情況以及干擾分析

基于一些工作經(jīng)驗(yàn)可知，一般情況下能夠?qū)⒃斐珊娇崭蓴_的情況，概況如下6 類：同頻干擾、互調(diào)干擾、鄰道干擾、帶外干擾、雜散干擾和其他非無線電設(shè)備干擾。在分析廣東的相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，這些年該省份的航空方面遭受干擾的情況越來越嚴(yán)重，特別是17-19 年3 年的時(shí)間以來，遭受干擾的數(shù)量以高于15 倍的速度再不斷上漲，而在這些數(shù)據(jù)中，又主要體現(xiàn)為珠三角地區(qū)占絕大多數(shù)的受干擾數(shù)。[2]通過對(duì)于相關(guān)案例發(fā)現(xiàn)，關(guān)于干擾性性問題的出現(xiàn)多數(shù)是發(fā)生于108 至138MHz 的頻段內(nèi)；干擾類型主要以同頻干擾或是互調(diào)干擾為主，而且這些年來關(guān)于黑廣播造成互調(diào)干擾的數(shù)量繼續(xù)在增加，目前是對(duì)航空正常運(yùn)行的最主要的干擾源。此外，900-1200MHzDME 導(dǎo)航及二次雷達(dá)出現(xiàn)干擾頻次數(shù)量也在不斷增加。[3]

3.1 關(guān)于航空電臺(tái)受干擾的所在區(qū)域分析

當(dāng)飛機(jī)處在高空時(shí)，電臺(tái)接收信號(hào)幾乎不會(huì)被擾亂，可當(dāng)飛機(jī)滑行時(shí)，它要想獲取到促使其進(jìn)行運(yùn)行的信號(hào)，必須經(jīng)過一定有弧度的半徑獲取信號(hào)，因此對(duì)于電臺(tái)所受擾亂的空間區(qū)域進(jìn)行剖析，才可以讓即將進(jìn)入空中的飛機(jī)的電臺(tái)有效接收到相關(guān)信號(hào)。

3.2 關(guān)于航空電臺(tái)信號(hào)覆蓋區(qū)

一般而言，關(guān)于飛機(jī)的相關(guān)信號(hào)能夠涵蓋多大區(qū)域需依據(jù)滑行的距離來確定，對(duì)于民航機(jī)而言，因?yàn)檫@類飛機(jī)一般情況下400m 左右的滑行距離能夠知道它具備的接收信號(hào)的涵蓋區(qū)高達(dá)6000 多千米，對(duì)于其而言，如果要使得包括全部的涵蓋區(qū)，要求電臺(tái)具備的能力要和涵蓋區(qū)域的預(yù)計(jì)值保持一致。[4]

3.3 同等功效的輻射功率

飛機(jī)在高空的時(shí)候，經(jīng)常容易遭受來自于不同范圍、不同類型的干擾源的的影響，由此可以看出，需要通過提前計(jì)算好干擾的起源的同等功效的輻射，進(jìn)而達(dá)到避免遭受干擾的目標(biāo)。進(jìn)行計(jì)算需依據(jù)最大通信的范圍時(shí)與干擾起源的最小的同等功效的輻射的比值，進(jìn)而確定飛機(jī)能夠抵抗擾亂的合適高度。輻射功率如圖1 所示。

圖1 同等功效的輻射功率影響

4 航空通信干擾的種類、原因以及解決舉措

對(duì)于航空運(yùn)行中的相關(guān)信號(hào)接收產(chǎn)生嚴(yán)重影響的情況可被稱為無線電干擾，這一情況產(chǎn)生于利用無線進(jìn)行通訊的過程，當(dāng)前關(guān)于這一干擾可被劃分為五種：

4.1 同頻干擾

凡由其他信號(hào)源發(fā)送出來的，與有用信號(hào)的頻率相同并按照同樣的方法進(jìn)入到接收機(jī)中頻帶的干擾，稱為同步干擾。目前關(guān)于這類干擾主要是大功率無線電話對(duì)航空的干擾。消除該類干擾的措施是生產(chǎn)大功率無線電話。

4.2 鄰頻干擾

這一類干擾模式主要是接收信機(jī)射頻的通道周邊或是里面有干擾訊號(hào)，發(fā)生頻率的改變以后進(jìn)人中頻而帶來的干擾。這種干擾會(huì)使接收機(jī)信噪比下降，靈敏度降低；強(qiáng)干擾會(huì)使接收機(jī)出現(xiàn)阻塞，進(jìn)而影響航空的正常運(yùn)行。出現(xiàn)這一干擾關(guān)鍵原因是存在不夠合格、不標(biāo)準(zhǔn)的無線電設(shè)備，所以必須對(duì)發(fā)射機(jī)的帶寬進(jìn)行控制，避免產(chǎn)生帶外輻射。[5]

4.3 帶外干擾

帶外干擾這一干擾模式產(chǎn)生的原因，主要由發(fā)射機(jī)或是由接收機(jī)兩種原因所導(dǎo)致。

（1）發(fā)射機(jī)的雜散輻射干擾

這一類干擾主要是在較低的頻段內(nèi)，發(fā)射機(jī)采用晶體振蕩器，造成雜散輻射值過大。我國關(guān)于這一干擾問題也制定了相關(guān)規(guī)定進(jìn)行控制，但目前仍存在相關(guān)問題，需進(jìn)一步加以完善。

（2）接收機(jī)的雜散響應(yīng)

接收機(jī)收到其他頻段的無用信號(hào)的這一現(xiàn)象被叫為雜散的響應(yīng)。這種現(xiàn)象同接收機(jī)本振的頻率純度有著直接的關(guān)聯(lián)性。

圖2 接收機(jī)的雜散響應(yīng)頻率

（3）互調(diào)干擾

這種干擾類型通常會(huì)發(fā)生于一些非線性的物件，而且是大于等于2 個(gè)的頻譜在這之內(nèi)進(jìn)行相互影響，進(jìn)而出現(xiàn)了無用的頻率分量。[6]這一無用的頻率分量同其他基本分量以及相加的和。形成了互調(diào)干擾這一干擾模式，有以下幾類:通過發(fā)射與接收的機(jī)器進(jìn)行互相調(diào)換，以及其他的一些來自外界原因而造成的互相調(diào)換。

（4）發(fā)射機(jī)互調(diào)

在相距比較短的時(shí)候，2 臺(tái)發(fā)射機(jī)在它們具有比較相似的頻率的情況下，容易發(fā)生發(fā)射機(jī)互調(diào)的情況，這種情況下天線的存在會(huì)使得兩臺(tái)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生互調(diào)，后將彼此的信號(hào)發(fā)送至對(duì)方。

（5）接收機(jī)互調(diào)

受到腐蝕的接收機(jī)的相關(guān)零件將會(huì)帶有單向的導(dǎo)電能力，當(dāng)遇到信號(hào)非常強(qiáng)大的時(shí)候，它會(huì)發(fā)生混頻。在現(xiàn)實(shí)中比較普遍的是兩種接收機(jī)的互調(diào)方式，一類是3 階1 型，另一類是3 階2 型。要降低這一類的干擾，可以通過將接收機(jī)的射頻的互相交換的比例提升以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。[7]

4.4 查詢干擾的程序

在精準(zhǔn)確定好干擾的源頭的基礎(chǔ)上，充分掌握干擾因素的相關(guān)特征，同時(shí)，深入剖析了解這一干擾源。在基于獲取的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，要充分了解干擾因素的相關(guān)方式，即使用觀望、查看、測(cè)算、追蹤等方式。首先，通過觀望干擾源頭的波狀，對(duì)其進(jìn)行剖析之后察覺相關(guān)問題；其次，根據(jù)相關(guān)的頻率數(shù)據(jù)對(duì)于干擾的相關(guān)數(shù)據(jù)等內(nèi)容以及干擾的波形的位置進(jìn)行計(jì)算；最后，必須時(shí)刻追蹤干擾的信號(hào)的位置。這些程序整體構(gòu)成了關(guān)于干擾源查詢的全過程。[8]

4.5 管理專用頻率

對(duì)于航空頻率的管理，需要存在一個(gè)具有主觀性管理方案。工作人員經(jīng)過日積月累的知識(shí)儲(chǔ)備及經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于已被劃分的頻段，選擇各方向行路的頻點(diǎn)，都可以有一個(gè)預(yù)判干擾的發(fā)生的預(yù)案。[9]當(dāng)然也能夠提議借用相關(guān)的手段策略來取代技術(shù)性的方略：其一，關(guān)于無線電的管理的相關(guān)部門，他們必須對(duì)該領(lǐng)域的相關(guān)法規(guī)政策的給予足夠的重視，嚴(yán)格相關(guān)規(guī)劃的落實(shí)；其二，在民航體系內(nèi)，相關(guān)單位需要進(jìn)一步健全他們的管理制度規(guī)范，對(duì)于該領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)定要求必嚴(yán)格遵循；其三，各級(jí)無線電管理機(jī)構(gòu)對(duì)于不同層級(jí)的管理機(jī)構(gòu)而言，他們需嚴(yán)格按照相關(guān)要求實(shí)施其工作，保障無線電臺(tái)能夠進(jìn)行良好的運(yùn)作；其四，對(duì)于一些用頻的機(jī)構(gòu)來說，他們需要提前檢查好相關(guān)設(shè)施，必須使參與工作的無線電的系統(tǒng)能夠保持足夠好的工作狀況。

5 結(jié)論

通過對(duì)于不同干擾類型情況的深度分析，我們就解決干擾問題提出了兩個(gè)措施，其一是需提升機(jī)載無線電設(shè)備對(duì)于干擾源、干擾因素的抵抗水平；其二是需強(qiáng)化對(duì)于無線電使用的固定的頻率的保障措施。我們要在立足于國家現(xiàn)有的相關(guān)政策規(guī)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于其的保護(hù)力度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)航空事業(yè)的健康安全有序發(fā)展。