民航甚高頻地空通信遠(yuǎn)距離同頻話音干擾分析

趙廷華

（中國(guó)民用航空大連空中交通管理站，大連 116000）

近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民對(duì)我國(guó)民航的飛行需求大幅度增加，但是因?yàn)槊窈剿褂玫臒o線電頻譜具有一定限制，在同一個(gè)空中管轄區(qū)域同頻話音干擾的情況頻繁出現(xiàn)，在民航飛機(jī)飛行時(shí)一旦出現(xiàn)同頻話音干擾，將會(huì)使得飛機(jī)不能準(zhǔn)確接收到通訊信息，產(chǎn)生飛行事故隱患。

1 同頻話音干擾原因分析

民航甚高頻地空通信遠(yuǎn)距離同頻話音干擾現(xiàn)象頻繁，不僅影響了民航通訊質(zhì)量而且還給乘客的生命安全造成威脅，造成同頻話音干擾的原因主要有以下幾種：

第一、同頻異址信號(hào)的干擾。民航甚高頻地空通信遠(yuǎn)距離同頻話音干擾現(xiàn)象大多數(shù)出現(xiàn)在無線電波使用頻率相同且距離較近的區(qū)域，根據(jù)民航飛行的相關(guān)規(guī)定，民航甚高頻地空通信電臺(tái)使用的無線電波的頻率范圍在118MHz-136.975MHz之間，但是隨著我國(guó)航空事業(yè)的快速發(fā)展，各地區(qū)航班飛行流量也大幅增長(zhǎng)，管制扇區(qū)逐步細(xì)分，由于民航無線電頻譜資源有限，且因甚高頻電臺(tái)視距傳播特性，作用距離有限，地區(qū)間頻率復(fù)用已是常態(tài)。在某大型管制區(qū)域內(nèi)，為保障甚高頻信號(hào)的穩(wěn)定性，根據(jù)距離通常設(shè)置多個(gè)地空通信臺(tái)站，多臺(tái)站同一頻率實(shí)現(xiàn)了雙重或多重覆蓋，頻率、臺(tái)址的增加為地空通信提供了安全保障的同時(shí)，也帶來了一些隱患。當(dāng)航空器處于兩個(gè)甚高頻臺(tái)站交叉覆蓋的區(qū)域時(shí)，電臺(tái)群發(fā)，而兩個(gè)臺(tái)站電臺(tái)頻率穩(wěn)定度不同，傳輸時(shí)延不同，飛機(jī)接收信號(hào)的過程中產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，導(dǎo)致航空器的同頻干擾。另外，若部分民用的調(diào)頻廣播使用了與民航甚高頻電臺(tái)相同的載波頻率，將不僅使得民航飛行時(shí)的通訊信息泄露，而且民用調(diào)頻廣播信號(hào)也會(huì)影響到地空通信信號(hào)接收的質(zhì)量，致使管制員聽不清機(jī)組的通話，無法正常指揮，進(jìn)而可能導(dǎo)致安全事故[1]。

第二、甚高頻通信系統(tǒng)隔離度的設(shè)置問題。甚高頻天線采用垂直極化方式，信號(hào)覆蓋范圍受天線假設(shè)高度和天線輻射波瓣掃描的影響，為達(dá)到良好的覆蓋效果，應(yīng)將天線假設(shè)在輻射場(chǎng)較為完整的位置，同時(shí)天線間架設(shè)距離也是信號(hào)受干擾的原因之一。

電磁波在大氣中的傳播等效于自由空間的傳播，信號(hào)傳輸損耗的公式為L(zhǎng)fs（dB）=20lgd（km）+20lgf（MHz）+32.44，其中d為收發(fā)天線之間的距離。由公式知，信號(hào)損耗與頻率f和距離d呈正向關(guān)，當(dāng)f和d擴(kuò)大一倍時(shí)，Lfs增加6dB[2]。當(dāng)無線頻率為120MHz并且兩地的距離為100km時(shí)，根據(jù)給出的信號(hào)損耗公式可以計(jì)算出，在此階段傳輸過程中的信號(hào)損耗（也即空間隔離度）大約為120dB，假設(shè)塔臺(tái)的電臺(tái)發(fā)射功率約為39dBm，衰減度約為3dbm，塔臺(tái)的實(shí)際輸出功率約為36dBm，在距離發(fā)射源100km的備份電臺(tái)的測(cè)試接收信號(hào)約為-31dbBm，所以若發(fā)射天線與接收天線的距離為100km時(shí)，在傳輸過程中造成的空間損耗（系統(tǒng)隔離度）至少應(yīng)為70dB。若在此過程中的電臺(tái)靜噪門限受到地球曲邊半效應(yīng)的影響，信號(hào)在傳輸過程中的損耗還會(huì)減弱。但如果航空器起飛地和降落地的海拔高度數(shù)值較大時(shí)，信號(hào)損耗便不會(huì)受到曲面效應(yīng)的影響，而如果飛機(jī)降落地的電臺(tái)接收門限較低時(shí)會(huì)出現(xiàn)同頻話音干擾的情況。

2 民航甚高頻地空通信遠(yuǎn)距離同頻話音干擾的策略

2.1 做好民航飛行通信頻率的管理工作

飛行工作人員應(yīng)該做好民航飛行電臺(tái)的管理工作，主要從以下幾點(diǎn)闡述：第一，由于民航甚高頻地空通信同頻話音干擾現(xiàn)象大多出現(xiàn)在無線電波使用頻率相同而且距離較近的區(qū)域，應(yīng)該及時(shí)控制機(jī)場(chǎng)飛行時(shí)間段的飛行頻率，盡可能在不影響正常飛行任務(wù)的基礎(chǔ)上減少無線電頻率的復(fù)用，減少機(jī)場(chǎng)與周圍機(jī)場(chǎng)或者民用無線電波使用相同頻率的概率。減少同頻話音干擾現(xiàn)象的產(chǎn)生。第二，對(duì)新無線電頻率的使用嚴(yán)加管理。在民航運(yùn)營(yíng)過程中，若想增加新頻率的使用，需要對(duì)頻率間隔、電臺(tái)發(fā)射及接收的各項(xiàng)參數(shù)、同頻異址電臺(tái)頻偏差等做合理的設(shè)置；也可以分析空管地空通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用濾波器和電臺(tái)自身的特點(diǎn)，改善無線設(shè)備的前端選擇性等方法，避免出現(xiàn)同頻話音干擾的現(xiàn)象。第三，根據(jù)實(shí)際飛行情況科學(xué)設(shè)置靜噪門限，增強(qiáng)接收電臺(tái)的抗外界干擾能力[3]。

2.2 重視民航甚高頻通信設(shè)備的保障規(guī)劃工作

民航甚高頻通信設(shè)備的保障規(guī)劃工作也是保證在民航飛行過程中減少同頻干擾現(xiàn)象的重要措施。主要應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：首先，工作人員應(yīng)該保證與甚高頻通訊有關(guān)的儀表、設(shè)備以及各種類型的零部件的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性檢查，并且對(duì)質(zhì)量有問題的零件和設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維修和更換。其次，構(gòu)建完善的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)電臺(tái)的供電以及周邊的無線電環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，此外還要根據(jù)實(shí)際航空運(yùn)行環(huán)境組織專業(yè)人員對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，保證可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程之中的通信隱患。再次，航空監(jiān)管部門應(yīng)該將實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)安排專人進(jìn)行管理，并且提高對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況的檢查力度，保證監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)且有效的保障通信安全。最后，在甚高頻地空通信運(yùn)行單位，構(gòu)建專業(yè)的維修培訓(xùn)平臺(tái)，培養(yǎng)出一批具有專業(yè)維修技能的人才，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少同頻話音的干擾。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，保證甚高頻電臺(tái)的正常通信是航空安全運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，民航運(yùn)行中出現(xiàn)甚高頻地空通信遠(yuǎn)距離同頻話音干擾現(xiàn)象主要是因?yàn)橥l異址信號(hào)的干擾以及甚高頻電臺(tái)系統(tǒng)隔離度問題，為此工作人員應(yīng)該做好飛行通信頻率的管理工作以及通信設(shè)備保障規(guī)劃工作，切實(shí)保證民航甚高頻通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。