民航甚高頻干擾分析及應對措施

鄧遠揚 / 中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局

民航甚高頻干擾分析及應對措施

鄧遠揚 / 中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局

隨著民航業(yè)的發(fā)展，地空通信在空管保障中也扮演著越來越重要越來越重要的角色。另一方面由于現(xiàn)今社會的生活生產(chǎn)大量應用無線電技術(shù)，導致電磁環(huán)境越發(fā)復雜，無線電干擾事件時有發(fā)生，對民航空管保障造成了一定困擾。因此如何防治無線電危害是民航業(yè)亟待解決的問題之一。

民航；甚高頻；干擾；措施

1.前言

甚高頻Very high frequency(VHF)是指頻帶由30Mhz～300MHz的無線電電波。民航甚高頻頻段為118MHz～136. 975MHz，主要用于地面與空中的通信。在空中流量日益增長的今天，保證高質(zhì)量的甚高頻通信對于管制工作是非常重要的。然而我們會經(jīng)常遇到頻率干擾的問題，噪音過多，其他頻率的串入，甚至多個頻率受到干擾。本文將會分析干擾的成因以及應對方法。

2.甚高頻干擾的類型及應對措施

2.1 同頻干擾

當外部無用信號的載波頻率與有用信號的載波頻率相同時，就可以通過天線進入接收機。由于無用頻率和有用頻率一樣被接收機接收，放大和檢波，因此接收機可以完整地聽到同頻干擾的信號。如果有用信號和無用信號同時存在而且有一定的載頻差時，兩者的中頻便會進行差拍檢波形成干擾，具體表現(xiàn)為持續(xù)的嘯叫聲。在廣州地區(qū)出現(xiàn)的同頻干擾案例里，往往是臺站周邊地區(qū)的非法電臺造成的，非法電臺使用者隨意使用頻率，可能有意無意剛好與合法電臺的頻率重合從而造成干擾。除此之外也有可能是無線電部門指配頻率不當所造成。因此要解決同頻干擾，應該堅決打擊非法電臺，在臺站周邊地區(qū)宣規(guī)范使用無線電技術(shù)的相關知識。在建設甚高頻臺站時應也充分考慮周邊電磁環(huán)境。

2.2 鄰頻干擾

鄰頻干擾是指干擾頻率接近有用頻率，其功率落入接收機通帶內(nèi)造成的干擾。實際信號不僅僅只有一個頻率分量，而是擁有一定的頻帶寬度，接收機的通帶同樣具有一定寬度，這成為了鄰頻干擾的原因。解決鄰頻干擾要設備性能著手，對于發(fā)射機提高頻率穩(wěn)定度，避免產(chǎn)生過寬的發(fā)射頻譜，對于接收機要使用選擇性較好的接收機。另外，在濾波器的調(diào)諧上要符合規(guī)定，使相鄰頻率無法進入。

2.3 互調(diào)干擾

互調(diào)干擾是由于或兩個以上的頻率同時作用于電路，在電路的非線性器件作用下產(chǎn)生了新的頻率，如果該頻率正好落在接收機工作信道帶寬內(nèi)，就會對接收機造成干擾。假如兩個正弦信號cosω1t、cosω2t，在非線性的作用下產(chǎn)生了高次諧波分量（cosω1t+cosω2t）n如果n=3，（cosω1t+ cosω2t）3可得到cos2ω1t cosω2t和cosω1t cos2ω2t，而根據(jù)三角變換，這兩項又可得到cos（2ω1tω2t）和cos（2ω2t-ω1t），是互調(diào)產(chǎn)生的新頻率，因為他們是在三次項中產(chǎn)生的，我們將其稱為兩頻率三階互調(diào)。兩頻率三階互調(diào)是最簡單的情況，除此之外還有多頻率的互調(diào)，更高階的互調(diào)等等，但是由于在更高階的互調(diào)中產(chǎn)生的頻率分量強度較弱，一般不會對接收機形成干擾，所以我們主要關注三階互調(diào)。由上文可看出當兩個頻率F1、F2滿足2F1-F2=F3或者2F2-F1=F3，而F3恰好是接收頻率時，就有可能造成互調(diào)干擾。民航甚高頻頻率間隔是25KHz，所以很容易滿足以上條件。互調(diào)干擾會令接收機產(chǎn)生雜音，在多頻率的臺站各頻率多次互調(diào)之后還會產(chǎn)生大量頻譜能量，使得臺站附近背景噪聲明顯。

互調(diào)干擾根據(jù)產(chǎn)生場所分為發(fā)射機互調(diào)干擾和接收機互調(diào)干擾，發(fā)射機互調(diào)干擾是由于外界信號通過天線耦合進入發(fā)射機，從而在發(fā)射機內(nèi)部產(chǎn)生互調(diào)。為了減少發(fā)射機互調(diào)，一般采取幾個辦法：（1）在發(fā)射機末端安裝隔離器，隔離器可以吸收從天線反向進入發(fā)射機的干擾信號，起到保護發(fā)射機的作用。（2）發(fā)射機天線之間要有一定空間間距，使其他發(fā)射機頻率在空間中有足夠衰減從而減少互調(diào)。（3）在共用天線系統(tǒng)中，避免能產(chǎn)生互調(diào)干擾的頻率共用同一根天線。接收機互調(diào)干擾是指外界信號進入接收機，在接收機電路的非線性作用下產(chǎn)生的互調(diào)。減少接收機互調(diào)的方法是：（1）在接收機前端安裝濾波器，最好是采用多級濾波，并將其調(diào)諧到理想狀態(tài)。（2）在共用天線系統(tǒng)中，避免能產(chǎn)生互調(diào)干擾的頻率共用同一根天線。

2.4 交調(diào)干擾

交調(diào)和互調(diào)都是由電路的非線性引起的，但是又有所不同。假設兩個信號cosω1t、cosω2t同時進入接收機電路，如上文所示，（cosω1t+ cosω2t）3的產(chǎn)物中還有 cos3ω1t和 cos3ω2t兩項，根據(jù)三角變換，這兩項中分別包含了cosω1t和cosω2t成分，他們的頻率跟原信號一樣，但他們的調(diào)制信號已經(jīng)進入了對方的載波里，也就是說如同干擾信號的聲音調(diào)制在了有用信號的載波上，稱為交叉調(diào)制。具體的干擾表現(xiàn)是當甚高頻電臺接收時，能同時聽到有用的話音和干擾信號的聲音，而當有用話音消失時，干擾信號聲音也會一同消失。對于能產(chǎn)生交調(diào)的干擾信號，一般都是已調(diào)信號，與其頻率沒有必然關系，所以在排查時難以通過計算來確定干擾頻率。在廣州地區(qū)的甚高頻臺有時會出現(xiàn)一個民航頻率串進另一個民航頻率的情況，這種情況就有可能是交調(diào)導致的干擾。要減少交調(diào)干擾，應該在接收機前端安裝濾波器，使得其他頻譜能量盡量少地進入接收機。

3.對甚高頻電臺的合理設置以及定期維護

通常一個甚高頻臺站會有多個信道，導致電磁環(huán)境復雜，容易形成干擾。在設置甚高頻電臺的時候就要注意對干擾的預防。布置天線時留有足夠大的空間間距，同時運用隔離器、濾波器等手段減少外部進入的干擾能量。對于共用天線系統(tǒng)，避免相近的頻率共用天線。發(fā)射機要合理設置功率，以免對其他地區(qū)的復用頻率造成干擾，接收機要合理設置靈敏度、開關門限。設備在運行后要定期維護，認真檢驗甚高頻單機性能以及濾波器和隔離器的性能，及時將不符合標準的參數(shù)調(diào)整回正常狀態(tài)。只有讓設備長期穩(wěn)定地工作在最好狀態(tài)，才能更好地保障航空安全。