民用航空NDB導航臺、甚高頻通信臺合建可行性分析

魏小澤

中國民用航空華北地區空中交通管理局內蒙古分局 內蒙古 呼和浩特 010010

1 甚高頻通信臺址設置原則

①臺址設置應滿足運行需求、地空通信覆蓋需求；②周圍地理環境無高大遮蔽，不影響電波正常傳播；③電磁環境符合《民用機場與地面航空無線電臺（站）電磁環境測試規范》要求[1]。

在進行選址工作時，應按照圖上預選、實地勘察、現場測量和技術分析的順序進行。在實地勘察過程中，要根據現場坐標、擬建臺址發射天線高度、接收天線高度（飛機常用巡航高度）、等效全向輻射功率等參數繪制甚高頻信號覆蓋圖，分析覆蓋是否滿足管制指揮需求[2]。在滿足覆蓋需求的前提下，還應考察臺址周邊地形、地質、氣象、水文等條件，同時確定臺址供電、運營商接入資源、安防等配套設施是否滿足需求。對于多個備選臺址方案，需結合實際情況進行綜合對比，比選出最優的臺址方案。

2 NDB、甚高頻系統工作原理

2.1 甚高頻系統

民航甚高頻（VHF）系統工作在117.975MHz-137MHz頻段，屬于半雙工通信，是管制員指揮飛機的重要手段。發射端通過調幅調制方式將語音信號加載至載波（DSB-AM全載波），接收端通過超外差解調出語音信號，實現管制員與機組之間的地空通信[3]。

2.2 NDB系統

民航無方向性信標（NDB）系統工作在190KHz-700KHz頻段，是國際民航組織標準的近程導航設備。發射端通過調幅調制發射垂直極化的無方向性電波（鍵控載波），機載無線電羅盤通過接收無方向性信標發射的信號來測定飛機與信標的相對方位角，實現引導飛機沿預定航線，從一個信標臺到另一個信標臺的飛行和飛機進場著陸、飛機離場飛行的過程。

3 結合實例進行合建理論分析

本人在負責建設某甚高頻通信臺時，在滿足覆蓋需求、電磁環境防護的前提下，實際考察了3個備選臺址，綜合考慮配套設施、工期、后期維護等因素，最終選擇在某機場NDB導航臺進行合建。而甚高頻設備、饋線及天線全在NDB天線的近場內，且NDB天線輸出功率高，近場場強強度大，雖然射頻無法沖開甚高頻收信機靜噪門限，但是在所有設備和線纜上均會產生較強的電勢差，在甚高頻接收到有用信號后，靜噪門打開時，NDB信號是否會隨著線纜耦合進來，從而降低甚高頻通信效果。此前，未有過類似的合建經驗，出于上述疑問，本人對合建的可行性進行了如下分析。

3.1 通過理論計算NDB對甚高頻的影響

新建甚高頻天線架設高度10m，機場NDB天線架設高度30m。二者相對位置為兩者水平直連距離，最小為50m。該機場NDB工作頻率為443kHz，發射功率0.5kW（56.99dBm），其天線為無方向性天線，新建甚高頻天線為水平全向天線。

根據自由空間信道插損計算公式：

可知，NDB信號在甚高頻天線附近的空間衰減為：Lfs=-0.65dB；

在甚高頻天線接收到的信號強度為：P1=56.99-Lfs= 57.64dBm。

甚高頻接收采用雙腔濾波器的方式，帶內插損約2.2dB，帶外500 kHz衰減不小于36dB，見圖1。

圖1 左右500kHz處抑制值

從測試曲線上看，在距離中心頻率7MHz時抑制度為80dB，大于7MHz基本上在設備的低噪以下。而在距濾波器中心頻率27MHz的100MHz頻點處，濾波器的抑制度達到85dB，見圖2。

圖2 各頻點處抑制值

由于濾波器衰減85dB，饋線損耗不大于1dB，收信機天線口接收到信號幅度為：P2= P1-85-1 =-28.36 dBm；

接收機選擇性為80dB±17kHz@f0（f0為接收機工作頻率），降靈抑制度為85 dB。此時信號的幅度為：P3= P2 - 80dB =-108.36 dBm；

此時小于接收機靈敏度于-103.5dBm，在疊加周圍環境底噪的情況下，適當抬高接收機的靜噪門限，完全可以抑制掉帶外的NDB信號。

3.2 三階互調影響分析

設定NDB的頻率為Fn，甚高頻的頻率為Fm，則產生的可能落在民航頻段的三階互調頻率為：F1=Fm±2Fn。

根據《民用航空空中交通管制服務地空通信設備配置 第一部分：語音部分》規范要求[4]，在該臺址增設4個甚高頻頻率（滿足組內無三階互調干擾），用于所轄區域管制扇區內的中低空空中交通管制，同時依據民航規范《甚高頻地空通信地面系統+第1部分：話音通信系統技術規范》要求[5]，甚高頻頻率的信道間隔為25KHz，通過實際理論計算，該機場NDB頻率與增設的4個甚高頻頻率產生的三階互調頻率滿足規范間隔要求，不會對甚高頻通信產生影響。

3.3 其他影響及建議

甚高頻系統中電臺、傳輸設備、UPS不間斷電源、直流電源等設備中，其中任一設備出現問題，都會對系統的通信效果產生影響[6-7]。為消除該影響，在甚高頻通信臺建設時，所有的設備要集中共地，且信號應采用屏蔽線纜進行鋪設，并與NDB導航臺設備、線纜遠離，且避免長距離平行走線；甚高頻設備與NDB設備接地系統相互獨立，不可同點共地；甚高頻系統的傳輸路由PCM中繼，最佳選用光纖傳輸，減少電磁對傳輸的影響。

4 結束語

根據以上理論分析，在甚高頻臺建設時通過合理的系統分布和科學的施工，能夠避免NDB導航臺對新建甚高頻臺的影響，保障甚高頻系統通信正常。因此，NDB導航臺、甚高頻通信臺合建是可行的，通過此合建方式，不僅可以節約投資，還可以充分利用現有臺站的優越配套設施條件，提高后期運行維護的可靠性，同時，希望本文能給民航同業人員提供一定的參考，一起為四強空管、民航強國做好基礎建設支持。