民航空管地空通信无线电干扰的原因及对策

发表时间:2021/6/4   来源:《科学与技术》2021年2月第5期   作者:秦旭东
[导读] 目前,民航空管地空通信主要包括甚高频和高频通信两类,其中最重要的是甚高频通信
        秦旭东
        民航山西空管分局        山西省太原市        030031  
        一、引言
        目前,民航空管地空通信主要包括甚高频和高频通信两类,其中最重要的是甚高频通信。
        民航甚高频通信频率范围为118MHz至137MHz。随着科技水平的快速发展,各种无线电设备相应增多,随之而来的无线电干扰情形也日益严重。已严重威胁到飞行员和管制员之间话音联络的正常进行,对飞行安全可能造成危害。
        本文主要讨论甚高频地空通信过程中,遇到的无线电干扰的原因和对策,供大家进行参考。
        二、民航空管地空通信无线电干扰的原因及分类
        干扰是指外界通过静电感应、电磁耦合、直流等方式进入到有用信道内的无用信号。干扰来源主要分为:自然干扰和人为干扰。自然干扰主要表现为天电干扰。人为干扰主要分为无线电干扰和工业干扰。本文主要研究无线电干扰。详细分类如图1所示。
        甚高频地空通信常见的无线电干扰类型主要有:互调干扰、交调干扰、同频干扰、邻频干扰、阻塞干扰等。
 

        1、互调干扰
        互调干扰是由电路的非线性调制产生,当输入信号大于等于两个时,由于非线性作用,彼此之间产生互相调制,从而在输出信号中产生新的、不需要的频率,该频率造成的干扰就是互调干扰。由于低阶互调产生的干扰信号幅度较大,因此三阶互调、五阶互调等低阶互调干扰造成的影响最大。民航空管行业中,多信道共用甚高频台发生互调干扰的机率较高。图2所示为互调干扰产生机制。
        甚高频地空通信互调干扰一般分为发射机互调和接收机互调两种。

        (1)发射机互调
        发射机互调是指由于发射基站天线之间、发射机之间等空间隔离度不够,或是腔体滤波器性能下降等原因,在发射机发射时串入另一部发射机的信号,与该发射机发生互相调制,产生新的频率信号与有用信号一起发射出去,对接收机产生干扰。
        (2)接收机互调
        接收机互调是指两个及两个以上无线电信号同时进入接收机前端高频放大器,由于放大器的非线性作用而产生新的频率,该频率落在中频通频带内对有用信号产生干扰。
        2、交调干扰
        交调干扰是由某一足够强的无用信号,进入接收机前端高频放大器中,对有用信号的载波产生寄生调制,这一过程称为交叉调制,其产生的干扰即为交调干扰。
        交调干扰有一明显的特点,它与有用信号及干扰信号同时出现,同时消失。交调干扰发生时只有一个干扰信号,该信号频率与有用信号无关。在交调干扰发生时,干扰信号强度通常较大。例如笔者所在的山西空管分局,有一个八信道甚高频台建在山西省广播电台所属某发射台中,该甚高频台长期受到大功率调频广播对其造成的干扰,已无法正常使用,拟考虑搬迁该甚高频台。
        3、同频干扰和邻频干扰
        同频干扰和邻频干扰的原因基本类似,它们都是由于无用信号和有用信号频率相同或相近,使无用信号足以进入接收机腔体滤波器的通频带,由此产生的干扰称为同频干扰或邻频干扰。
        甚高频地空通信同频干扰或邻频干扰的原因一般多是由于人为设置不当。例如:电台台址设置不合理,两部同频或邻频电台空间隔离度不足;接收机参数配置不当,对噪声抑制程度不足;或是由于不法分子恶意架设大功率同频电台干扰飞行活动等。
        4、阻塞干扰
        阻塞干扰是由强信号对弱信号的抑制作用所产生的。当接收机输入端同时存在有用信号和一个强带外干扰信号时,若干扰信号的强度高到一定程度,会导致有用信号输出电平下降,该现象称为阻塞干扰。
三、民航空管地空通信无线电干扰的应对措施
1、互调干扰的应对措施
        (1)发射机互调干扰
1)消除或减少发射机互调干扰,可以在甚高频台建设时,合理规划发射机天线的位置,通过理论计算得出保证合理水平和垂直隔离度所需的天线间距,并在实际施工时尽量增大该距离。
2)在发射机后端,增加高Q值腔体滤波器,并尽量增大频率间隔。
3)在多信道发射机共用系统中,各发射机与天线间增加隔离器或高Q值腔体滤波器。
        (2)接收机互调干扰
1)消除或减少接收机互调干扰,可以在接收机保证正常接收性能的前提下,在前端增加衰减器,降低干扰信号强度。
2)采用多级谐振回路,降低强干扰信号进入接收机的幅度。
3)在研发设计层面,接收机前端高频放大器和混频器可采用具有平方律特性的器件。
2、交调干扰的应对措施
        (1)提高接收机前端非线性电路的选择性,尽量对无用信号进行过滤。
        (2)选择合适的器件、配置合适的工作参数,尽量减少不需要的非线性项,减少无用的频率分量。
        (3)合理规划电台台址,与大功率强干扰信号尽量保持足够的空间隔离度。
3、同频干扰和邻频干扰的应对措施
        (1)增加甚高频电台之间的距离,消除接收机同频或邻频响应。
        (2)在同频电台之间设置频偏,增大频率隔离程度。
        (3)对于无法通过距离和频率设置消除的邻频干扰,可以通过在被干扰的接收机前端,增加陷波器,即带阻滤波器,针对性的消除或减弱特定邻频的干扰。
4、阻塞干扰的应对措施
        (1)提高接收机前端腔体滤波器的选择性,尽量降低干扰信号的幅度。
        (2)提高接收机前端高频放大器和混频器的选择性。
        (3)针对已知频率的强干扰信号,在接收机前端增加陷波器。
        四、结束语
        目前民航空管甚高频地空通信无线电干扰情况日益严重,已对飞行安全造成很大的危害。国家和地方无线电管理委员会已在全国范围内进行大力整治,查处黑广播、取缔违法基站、对电磁辐射较大的移动通信系统加大管理力度。
        对空管从业人员来说,更应双管齐下,一方面协助政府的治理,另一方面,应对无线电干扰有更深层次的认识,了解无线电干扰的不同现象和相应的处理方式,通过技术手段消除或减弱无线电干扰造成的影响。
        本文对民航空管地空通信,主要是甚高频通信中常见的无线电干扰进行分类讨论,对干扰形成的原因和应对措施做了深入分析,希望在处置地空通信无线电干扰的工作中有所帮助。
参考文献
[1]陈详成.深圳宝安国际机场甚高频通信系统互调干扰与串扰分析[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2011,(4):411-412.
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