刘洋
新疆空中交通管理局 新疆 乌鲁木齐 830000
摘要：甚高频通信由于其稳定性强，可靠性高，是目前民航陆空话音通信最主要的通信方式。根据民航地空通信相关标准，地面发射机输出功率一般设置为lO w，25 w和50 w，分别对应塔台、进近、区域管制使用。对于塔进等距离较近的VHF通信，话音质量一般较好，可保证管制范围的有效通信质量。而区域管制范围大、通信距离远，通信质量易受飞机高度、电磁环境等因素影响。因此，对甚高频地空通信信号覆盖的分析与研究是十分有必要的。
关键词：基于甚高频地空通信信号覆盖问题
前言：甚高频通讯具有不易受天气变化影响、通讯质量高、可靠性高、延时小等优点。但由于甚高频地空具有通讯视距传输的特性，其通讯距离和话音质量受飞机飞行高度、距离及所在空域电磁环境较大。近年来，飞行流量的迅猛增加，区域划分更加细致，使得管制员对所辖空域的甚高频通信质量要求更高。甚高频遥控通信已由单信道、单链路、未完全覆盖，发展到现在的多信道、多链路、多重覆盖。为实现飞行空域的全方位覆盖，目前采取建立多处远程遥控台站的方式，但这样虽然解决了通讯距离覆盖的不足，同时也将面临一些新的问题。
一、基于甚高频地空通信信号覆盖问题
1.空间传播对甚高频覆盖影响。地面系统提供的最佳发射功率，为在大多数情况下，适合本区域航空器运行的距离、高度条件下，基于自由空间机载接收机有效接收的最小场强。对于目前通用的VHF天线共用系统，区域航路电台一般设置为50 w，由于发射通路有继电器、腔体滤波器、隔离器、合路器及馈线等传输损耗，电台实际到达天线的载波功率约为40 w。天线一般采用的是参考半波振子增益为0dB的全向天线。当地面台站发射功率一定时，地空通信最大覆盖距离，还受两个因素影响。 (1)该信道射频传输部分衰减 (2)该信道音频传输部分衰减。其中，音频传输部分衰减是可控的，可以增加音频线路增益及调整传输设备的增益来解决。
2.根据对国内众多管制区VHF区域覆盖实际运行情况的了解和掌握，目前地面通用的50 W电台天线共用系统模式下，在无遮挡时一个台站有效覆盖距离一般在250 km左右，系统性能稍微差点的在220 km左右，系统调试得好的能达到300 km。所以在考虑台站布局的时候，一方面需要关注台站周边地形地貌对信号覆盖的影响，还需注意在无遮挡情况下的极限覆盖距离，至少做到单重覆盖。另外，作为设备维护人员，在设备系统调试时应当根据需要，使系统调试到最优状态，特别是区域管制对覆盖距离要求往往较远，再加上新疆地区地广人稀，台站布局往往都是按照最大覆盖限度设计台址，这就要求系统更要调整到最优状态才能满足管制覆盖需求。设备运行一段时间后，系统性能往往会降低，日积月累，量变到质变，最后可能逐步发展到不能满足管制通信覆盖需求。刚开始可能出现的就是在管制最远的交接点出现信号变弱或断续的情况。此时就应该引起足够的重视，立即查明原因并进行优化。否则如果情况进一步恶化，有效覆盖距离会进一步缩小，将会出现地空通信不畅的情况。对于已部署台站确实由于距离较远而不能进行有效覆盖时，可选择高增益天线或使用定向天线来解决信号覆盖问题。
三、优化通信效果的方法
1.加装信号比选器的方法。
比选器是把从多个台站收到的同一个频率的信号，根据比较信噪比等参数实时选择最佳接收信号传送给内话，以此提高通信质量和可靠性。在信号进入内话系统之前，串联一个信号比选器，把同频率的所有甚高频电台的信号都连接在这台信号比选器上。信号比选器通过分析接收信号电平和接收的噪声电平的比值，优选出一路甚高频信号，传输到内话的无线接口板上。这样，在内话系统VCSS上设置单台就可以实现控制多个甚高频台站，从而解决了占用多个内话无线接口板的问题.而且还方便管制员的使用。
比选器有两种转发方式：
（1）跟踪锁定发射方式。当飞行员向管制员发射信息时，飞机发射的信号会在信号有效覆盖范围内的两个台站接收传输到信号比选器中，信号比选器通过比选后选中单个台站，当管制员回复指令时，回复指令直接传输此台站发送给飞行员。
（2）群发单收方式。无论飞行员通过哪个台站发送到内话的信号，管制员的回复指令都会通过连接到比选器上的所有电台发射出去。也可以设置延迟3秒之后群发但在群发信息的过程中会产生回音和差拍干扰。
2.消除回音的方法
回音是由于不同地址的电台在不同的链路传输时有延时差异，尤其是地面链路和卫星链路传输时间相差很大，所以飞机收到指令时就会产生回音。消除回音的办法有两种。
一是在端口在接入比选器时，先通过话音延时器处理。延时器的延时时间设置为180ms，使接入的信号和卫星信号基本同时到达并同时结束，从而消除回音。
二是卫星和地面线路分别建立两个系统，即一个扇区有两台比选器，分别对应卫星和地面线路，再分别将这两路输出的信号接在内话系统的两个无线接口板上，在内话的触屏上设置两个按钮，以地面信号为主、卫星信号为辅。地面和卫星收到的信号不会同时播出，也就不会有回音产生了。
消除差拍干扰的方法由于使用同一个频率，多个台站同时发射会对处于交叉重叠覆盖区域内的飞机造成差拍干扰。产生差拍干扰的根本原因是由于发射机频率不能完全一致，使得飞机收到的信号混频后产生音频噪音。目前，民航领域在应对此干扰问题方面采用的是载波偏置技术。关于载波偏置系统的频率设置问题，国际民航组织附件十中给出载波偏置系统示例如下：（1）二载波偏置系统：载波间隔为±5KHz。要求频率稳定度达到2KHz（在130KHz为15.3ppm）；（2）三载波偏置系统：载波间隔为0、±7.3KHz。要求频率稳定度达到0.65KHz（在130KHz为5ppm）；（3）四载波偏置系统：载波间隔为±2.5KHz及±7.5KHz。要求频率稳定度达到0.5KHz（在130KHz为3.8ppm）；（4）五载波偏置系统：载波间隔为0、±4KHz及±8KHz。要求频率稳定度达到0.5KHz（在130KHz为3.8ppm）。通过人为的设置使发射机的频率产生很小的偏移，使得飞机上的接收机能收到并检出信号，并且混频后产生的新的频率成分不在音频范围内，从而解决差拍干扰带来的背景噪音和啸叫问题。
通过覆盖仿真软件及实际使用测试情况，合理布设同频异址台，通过飞行校验等方式来确保管制区VHF通信的有效覆盖。既满足通信覆盖要求，又不重复建设浪费资源，这是我们规划和设计台站需要重点关注和考虑的问题。
结束语
在建立远程遥控台站形成多重覆盖区域后，通过引入比选机制、采用载波偏置技术，很大程度上可以改善飞行通讯的可靠性、准确性、全面性；同时提高了人员及设备的综合利用率。而随着航空领域的快速发展，飞行空域的不断扩大、飞行任务的不断增多，未来对甚高频遥控台站的数量需求会越来越多，因此如何将这些信号进行优化，保证语音通话质量，是保证飞行安全的重要手段的长久需求。
参考文献
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