劉安萍
(民航山東空管分局 山東 濟南 250107)
曾經有一句話說,無線電是人類飛向太空的風箏線,把邀游太空的人造衛星、宇宙飛船和地面連在一起。如果沒有無線電波,人造衛星和宇宙飛船就會像斷了線的風箏,可能永遠迷失在太空。民用航空器的飛行也同樣如此。萬米高空,飛機與地面的唯一聯系,就是看不見、摸不著的無線電。一旦無線電通信中斷,飛機就如同“失聰”了一般。而這樣的情況近年來卻時有發生,本文通過對近幾年無線電干擾的數據進行統計,著重分析廣播干擾成因及危害。
筆者對2014—2016年干擾數據進行統計,發生各類干擾共計248次,平均每4.4天發生一次干擾。這里對干擾次數、影響程度做了進一步統計:2014—2016年每年干擾次數都在70次以上,對管制指揮造成影響的占1/3之多,考慮到部分受干擾頻率不是指揮頻率,因此管制未采取措施,實際影響程度有可能達際到1/2,干擾嚴重程度可見一斑。
為確認究竟是哪種干擾對實際運行影響程度大,這里進一步進行分析。
從實際運行中干擾的表現形式來看,主要分為廣播聲、電流聲、背景噪聲等,廣播聲占總干擾的55%,而實際運行中部分背景噪音、電流聲也可能是由于廣播電臺造成,也就是說,從表現形式看,由于各種原因造成的廣播信號串入民航指揮波道產生的干擾是目前最大的干擾源。
統計形成干擾的原因主要有以下幾點:廣播電臺、非無線電設備、民航自身設備性能下降產生,其中廣播電臺造成的干擾最多,而且成逐年上升的趨勢。
總的來說,廣播電臺干擾主要有以下幾個特點:
4.1 廣播電臺的頻段為88~108MHz,對民航波段(118~136.975MHz)直接產生的同頻干擾比較少,一般為互調、或者雜波散射造成,因此干擾信號普遍功率較小,傳輸距離有限,多為局部干擾。
4.2 由于甚高頻信號為視距傳播,受地面建筑物、山體遮擋,很難對地面臺站形成干擾,通常空中干擾居多。
4.3 正規廣播電臺產生的干擾多為交調、互調干擾,聲音為多個頻率混合,查處相對難度大。
4.4 黑廣播電臺由于設備老舊或不符合標準,容易產生的諧波或雜散輻射,形成帶外干擾。
下面就以兩個例子分別介紹一下正規廣播互調干擾、黑廣播帶外干擾成因以及預防方法。
(1)正規廣播電臺互調干擾
2015年9月,區域內多個航班反映在泰山上空121.5MHz收到干擾,使用泰山甚高頻遙控臺監聽發現該頻率內存在調頻廣播聲音,且有多個聲音并存,初步懷疑干擾是由于調頻廣播的互調引起。無委會檢測發現干擾發生時在121MHz、121.8MHz頻點同時有異常波形。后無委會確認,地方廣播電視臺在泰山頂設有多個轉播臺且共用同一個發射塔,頻率分別為98.2MHz、102.6MHz、107.8MHz,而三信號五階、七階互調產物正好是 121.8MHz、121MHz。
本次干擾很快查處,很大程度上是因為干擾聲音比較清晰,與廣播對照就可以迅速定位干擾頻?;フ{干擾預防起來也相對簡單,通過合理設置頻率、降低功率、拉開天線距離等措施可以在很大程度上避免互調干擾。
(2)黑廣播帶外干擾
2015年12月,進近主頻119.050MHz受到嚴重干擾,地面空中均能聽到較為清晰的干擾話音,技術人員通過收音機逐個波道對比確認為頻率為104MHz的廣播。后經無委會排查確認此頻率為黑廣播電臺,臺址設置在距離機場直線距離約15公里的居民樓內。受經濟利益驅使,黑廣播采用的基本上是小作坊生產的低價電臺,電臺性能極低,容易造成帶外干擾,影響極大。本次干擾就是典型的劣質電臺形成的帶外干擾,電臺性能究竟如何,下面就從理論數據上分析。
《甚高頻低空通信地面系統 第一部分:話音通信系統技術規范》(MH/T 4001.1-2016)對甚高頻性能指標規定如下:
發射機雜波輻射包括諧波和雜波輻射產物,雜散輻射產物抑制度應大于或等于80dB;
接收機靈敏度,正常條件下,固定臺設備:小于或等于-103.5dBm(@1KHz MOD=30% SINAD=12dB)。
在這里,我們假設黑廣播發射功率為50W(47dBm),雜散輻射抑制度為Q,不考慮線纜損耗、天線損耗、接頭損耗,那么實際發射的雜散輻射功率P雜散=47-Q,根據自由空間傳輸損耗公式:[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)
可 以 推 導 出:P雜散-(-1 0 3.5)=32.44+20lg15+20lg119.05=(47-Q)-(-103.5)由上得出Q=50dB
也就是說理想情況下,黑廣播的雜散輻射抑制度僅為50dB,遠小于規范要求的80dB,電臺性能惡劣造成干擾就不足為怪了。
黑廣播電臺廣播內容簡單重復,24小時播放,定位查處相對簡單。但受經濟利益驅使,加上電臺價格低,黑廣播一直屢禁不止。
2017年以來,隨著對國家對黑廣播干擾民航專用頻率的問題重視程度的加大,全國開展打擊治理“偽基站”和“黑廣播”工作,公安、無線管理、民航等部門不斷完善聯防聯動機制,對黑廣播和偽基站干擾民航用頻安全,尤其是民航飛行安全的,持零容忍態度。對2017年度干擾數據進行統計,2017年度共收到各類干擾報告62次,廣播干擾18次,占比29%,較之2016年的58%有很大下降,效果非常顯著。
廣播干擾雖然明顯減少,但是我們也注意到,2017年度干擾報告次數較之前沒有明顯降低,整體的電磁環境沒有提升,這說明其他原因造成的干擾有上升的趨勢。究其原因很多,例如:自身設備老化、系統增多隔離不足、周邊基站等規劃不合理等等,電磁環境保護工作仍然任重而道遠。