民航地空通信電臺(tái)抗干擾策略

編者按：地空通信電臺(tái)，又稱甚高頻電臺(tái)，是航空器與地面管制員聯(lián)絡(luò)的核心設(shè)備。當(dāng)前，隨著我國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國的民航客運(yùn)總量每年都在以10%以上的速度攀升。2017年，我國民航運(yùn)輸首次突破了千億噸公里，正式成為了全球民航市場核心位置成員，在這樣的情況，民航安全必須得到重視。甚高頻電臺(tái)主要作為保障民航客機(jī)的聯(lián)絡(luò)中樞，一旦出現(xiàn)通信干擾，將會(huì)對(duì)航班的飛行安全造成極大的損害。

甚高頻地空通信電臺(tái)，是當(dāng)前使用最廣泛、也是最核心的民航系統(tǒng)的通信方式，民航甚高頻通信頻帶范圍為118Mhz-136.975Mhz，相對(duì)于高頻通信來說抗干擾性更強(qiáng)，具有更高的可靠性。由于我國民航行業(yè)迅速興起，甚高頻通信開始越來越頻繁，一些地區(qū)的通信頻率已經(jīng)不能滿足基本需求，隨著甚高頻電臺(tái)數(shù)量越來越多，無形當(dāng)中增加了受干擾的頻率，因此解決當(dāng)前民航地區(qū)的抗干擾問題刻不容緩。

民航甚高頻電臺(tái)干擾原因

在日常的民航運(yùn)行當(dāng)中，甚高頻電臺(tái)的干擾類型豐富多樣，包含了外部自然環(huán)境干擾、人為干擾、地此環(huán)境干擾等等，一旦出現(xiàn)干擾源，就會(huì)導(dǎo)致管制與機(jī)組之間的通話受阻，一旦產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，就會(huì)嚴(yán)重影響空中交通安全。如2013年，四川成都雙流機(jī)場航班CCA4017剛剛升空后電臺(tái)受到干擾，出現(xiàn)了出租車師傅的對(duì)講機(jī)聲音;2014年，民航客機(jī)飛臨山東聊城上空時(shí)出現(xiàn)了強(qiáng)電磁波干擾，民航客機(jī)與塔臺(tái)管制的通信中斷;2015年1月，大量地區(qū)連續(xù)4個(gè)航班反映信號(hào)存在抖動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)晚天氣狀況良好，機(jī)組采取了其他相應(yīng)措施保證航班飛行安全。如果當(dāng)時(shí)天氣條件惡劣、能見度低，極有可能造成航班復(fù)飛、備降或返航，甚至可能導(dǎo)致機(jī)場關(guān)閉，電臺(tái)干擾嚴(yán)重影響民航的飛行安全，目前在民航地空通信干擾中，主要有同頻干擾、鄰道干擾、鏡像干擾、帶外干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾等幾種主要的干擾。

同頻干擾

同頻干擾是指干擾信號(hào)的無線電頻率與管制員指揮使用的頻率相同，發(fā)射時(shí)由于多普勒效應(yīng)造成空中機(jī)組收到嘯叫聲音或其他聲音“竄頻”的情況，出現(xiàn)這種情況一般是沒有設(shè)置電臺(tái)的頻偏值或一些黑廣播導(dǎo)致。

鄰頻干擾

鄰頻干擾是指信號(hào)相鄰的信道功率落入了另一個(gè)接收機(jī)的范圍內(nèi)，最終引起干擾，在民航中，如果對(duì)應(yīng)的是接收的管制員信息是附近的另一個(gè)航班的信息，一般都是出現(xiàn)了鄰頻干擾。

鏡像干擾

鏡像干擾是超外差接收機(jī)特有的干擾，鏡像干擾的頻率值與有用信號(hào)的載頻相差兩個(gè)中頻，與有用信號(hào)載頻對(duì)稱的分布在第一本振頻率兩側(cè)形成鏡像關(guān)系，當(dāng)它進(jìn)入到混頻器后，與本振頻率產(chǎn)生差拍，差頻正好等于或接近接收機(jī)第一中頻，從而造成干擾。這樣的情況一般都是附近有民用大功率電臺(tái)做鏡像干擾所致。

交調(diào)干擾

交調(diào)干擾又稱交叉調(diào)制干擾，是指接收機(jī)前端同時(shí)收到干擾信號(hào)與在用信號(hào)，且這兩種信號(hào)都是受音頻調(diào)制。發(fā)生交調(diào)干擾時(shí)通常是接收機(jī)前端電路的選擇性不夠好，由晶體管放大器或混頻器的非線性特性產(chǎn)生。

互調(diào)干擾

互調(diào)干擾是最常見的干擾類型，是指多相互頻率接近的信號(hào)一起進(jìn)入到收發(fā)機(jī)的天線形成的干擾，一般來說，產(chǎn)生互調(diào)干擾發(fā)生的條件是接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、系統(tǒng)之間的互調(diào)。在民航甚高頻通信中，互調(diào)干擾是一種較為嚴(yán)重的影響飛行安全的干擾類型，這種干擾會(huì)導(dǎo)致地空通信之間的通話質(zhì)量下降，并對(duì)電臺(tái)產(chǎn)生發(fā)熱、失諧等危害，不僅會(huì)影響地空通信，也會(huì)出現(xiàn)設(shè)備故障的情況。

總體來說，民航電臺(tái)的甚高頻通信的抗干擾模式，必須多方面、多維度的進(jìn)行抗干擾措施，保證地空通信安全，實(shí)現(xiàn)安全航行。

民航地空通信電臺(tái)的抗干擾策略

優(yōu)化外部環(huán)境

當(dāng)出現(xiàn)了外部環(huán)境干擾的情況下，民航甚高頻電臺(tái)的干擾措施可以通過優(yōu)化外部環(huán)境來解決，首先是優(yōu)化電磁環(huán)境，需要謹(jǐn)慎選擇電臺(tái)臺(tái)址，經(jīng)過反復(fù)測試符合當(dāng)前電磁環(huán)境后再繼續(xù)投入使用。除此之外，應(yīng)該改善接地環(huán)境。尤其是在干燥的北方地區(qū)，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)接地不良的狀況，會(huì)削弱民航甚高頻電臺(tái)的抗干擾能力。其次，對(duì)于部分塔臺(tái)、空中管制的線路，應(yīng)該使用屏蔽電纜進(jìn)行處理，盡量使用單線，減少出現(xiàn)電磁波泄漏源的可能;同時(shí)，還要加大收發(fā)天線之間的固定距離，做到分區(qū)域設(shè)置，保證電磁波不會(huì)相互干擾，改善外部的電磁環(huán)境，最大可能營造一個(gè)安全的外部環(huán)境。

無線電設(shè)備抗干擾方案

1.消除鄰頻干擾

時(shí)刻注意對(duì)甚高頻電臺(tái)設(shè)頻偏值，主要用于消除頻率間隔很近的電臺(tái)造成的鄰頻干擾，通過合理地設(shè)頻偏值，能夠有效的減輕鄰頻干擾的產(chǎn)生，頻偏可以設(shè)置+/-2.5KHz、+/-5KHz、+/-7.5KHz，通過設(shè)置頻偏后增加了兩個(gè)頻率之間的間隔，可以在一定程度上緩解鄰頻干擾問題。

2.杜絕同頻干擾

同頻干擾主要是不同信號(hào)源發(fā)出的相同頻率產(chǎn)生的干擾，杜絕同頻干擾需要作出多方面努力。首先，需要進(jìn)行跨區(qū)域協(xié)同，由于很多區(qū)域的電臺(tái)使用的頻率是相同的，如某地的塔臺(tái)使用的頻率和相鄰某地的空管頻率出現(xiàn)一致的話，當(dāng)一個(gè)地方使用該頻率的過程中，另一個(gè)地方的電臺(tái)就會(huì)打開接收機(jī)靜噪門限，造成無法指揮的情況出現(xiàn)，這種同屏阻塞干擾需要進(jìn)行跨區(qū)域協(xié)同，需要知曉周邊地區(qū)設(shè)備的使用頻率。除此之外，還要豐富違規(guī)大功率電臺(tái)同頻干擾的處理措施，保證在出現(xiàn)非法大功率電臺(tái)干擾的情況下及時(shí)有效的聯(lián)合警方予以解決。

3.避免互調(diào)干擾

二信號(hào)三階互調(diào)和三信號(hào)三階互調(diào)都可能嚴(yán)重影響民航安全，因此避免使用有互調(diào)的信道，對(duì)使用信道進(jìn)行嚴(yán)格的測算，可以有效地避免互調(diào)干擾，同時(shí)，還需要在收發(fā)機(jī)與天線之間采用諧振濾波器，減少各個(gè)收發(fā)信機(jī)的耦合，并在發(fā)射系統(tǒng)中加入單向器，進(jìn)行單項(xiàng)隔離，這樣才能夠?qū)Ω蓴_信號(hào)產(chǎn)生合理的避免。以目前我方使用的甚高頻發(fā)射共用系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)中就使用了腔體濾波器和單向耦合器來防止互調(diào)干擾的出現(xiàn)，下圖為甚高頻發(fā)射共用系統(tǒng)組成框圖。

4.防止其他干擾

增設(shè)干擾源檢測設(shè)備，加強(qiáng)地方管制，可以有效地減少其他干擾。目前，由于航模行業(yè)的興起，很多自組多軸無人機(jī)的飛控芯片會(huì)通過“刷機(jī)”的方式來占用空中管制的信道，在這樣的情況下，就需要地面增設(shè)檢測干擾源設(shè)備;在面臨干擾的過程中及時(shí)換頻遠(yuǎn)離干擾，并通過干擾源檢測設(shè)備是否有效，及時(shí)清空占用頻率的非法干擾，保證后面航班的飛行安全。

增設(shè)電臺(tái)最佳信號(hào)選擇功能

羅德斯瓦茨R/S 4200電臺(tái)具有優(yōu)化信號(hào)質(zhì)量功能，最佳信號(hào)的選擇是在當(dāng)每個(gè)無線電信號(hào)前200ms期間的兩個(gè)SRRI信號(hào)來確定的，確定以后將使用接收效果最好的無線信號(hào)，首先打開靜噪開關(guān)的電臺(tái)向音頻線路發(fā)送一個(gè)信號(hào)，在200ms后，RSSI被采樣一次，具有較大RSSI值的無線信號(hào)將切換到另一對(duì)音頻線，后續(xù)將使用效果最好的無線信號(hào)。當(dāng)靜噪開關(guān)再開啟時(shí)，電臺(tái)的最佳信號(hào)選擇功能就完成了。下面的時(shí)序圖顯示了兩種可能的情況（無線電1具有更強(qiáng)的RSSI，無線電2具有更強(qiáng)的RSSI）。

本文闡述了民航甚高頻地空通信中可能會(huì)產(chǎn)生的幾種干擾類型，并對(duì)民航迪通通信中出現(xiàn)干擾時(shí)的抗干擾措施進(jìn)行了簡要的闡述?？傮w來說，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在未來，民航地空通信會(huì)面臨越來越大的挑戰(zhàn)，因此，必須做好抗干擾措施，與時(shí)俱進(jìn)地更新民航地空通信的抗干擾策略，才能有效地減少緊急情況出現(xiàn)，保障地空通信流暢，實(shí)現(xiàn)安全飛行。

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作者簡介：徐鏡涵（1995—），云南昆明人，助理工程師，現(xiàn)就職于中國民航西南地區(qū)空中管理局。