民航甚高頻干擾分析及應(yīng)對(duì)措施

鄧遠(yuǎn)揚(yáng) / 中國(guó)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(yīng)對(duì)措施

鄧遠(yuǎn)揚(yáng) / 中國(guó)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(lái)越重要越來(lái)越重要的角色。另一方面由于現(xiàn)今社會(huì)的生活生產(chǎn)大量應(yīng)用無(wú)線電技術(shù)，導(dǎo)致電磁環(huán)境越發(fā)復(fù)雜，無(wú)線電干擾事件時(shí)有發(fā)生，對(duì)民航空管保障造成了一定困擾。因此如何防治無(wú)線電危害是民航業(yè)亟待解決的問(wèn)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(wú)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(zhǎng)的今天，保證高質(zhì)量的甚高頻通信對(duì)于管制工作是非常重要的。然而我們會(huì)經(jīng)常遇到頻率干擾的問(wèn)題，噪音過(guò)多，其他頻率的串入，甚至多個(gè)頻率受到干擾。本文將會(huì)分析干擾的成因以及應(yīng)對(duì)方法。

2.甚高頻干擾的類(lèi)型及應(yīng)對(duì)措施

2.1 同頻干擾

當(dāng)外部無(wú)用信號(hào)的載波頻率與有用信號(hào)的載波頻率相同時(shí)，就可以通過(guò)天線進(jìn)入接收機(jī)。由于無(wú)用頻率和有用頻率一樣被接收機(jī)接收，放大和檢波，因此接收機(jī)可以完整地聽(tīng)到同頻干擾的信號(hào)。如果有用信號(hào)和無(wú)用信號(hào)同時(shí)存在而且有一定的載頻差時(shí)，兩者的中頻便會(huì)進(jìn)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(tái)站周邊地區(qū)的非法電臺(tái)造成的，非法電臺(tái)使用者隨意使用頻率，可能有意無(wú)意剛好與合法電臺(tái)的頻率重合從而造成干擾。除此之外也有可能是無(wú)線電部門(mén)指配頻率不當(dāng)所造成。因此要解決同頻干擾，應(yīng)該堅(jiān)決打擊非法電臺(tái)，在臺(tái)站周邊地區(qū)宣規(guī)范使用無(wú)線電技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。在建設(shè)甚高頻臺(tái)站時(shí)應(yīng)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(jī)通帶內(nèi)造成的干擾。實(shí)際信號(hào)不僅僅只有一個(gè)頻率分量，而是擁有一定的頻帶寬度，接收機(jī)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(shè)備性能著手，對(duì)于發(fā)射機(jī)提高頻率穩(wěn)定度，避免產(chǎn)生過(guò)寬的發(fā)射頻譜，對(duì)于接收機(jī)要使用選擇性較好的接收機(jī)。另外，在濾波器的調(diào)諧上要符合規(guī)定，使相鄰頻率無(wú)法進(jìn)入。

2.3 互調(diào)干擾

互調(diào)干擾是由于或兩個(gè)以上的頻率同時(shí)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(jī)工作信道帶寬內(nèi)，就會(huì)對(duì)接收機(jī)造成干擾。假如兩個(gè)正弦信號(hào)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(xiàng)又可得到cos（2ω1tω2t）和cos（2ω2t-ω1t），是互調(diào)產(chǎn)生的新頻率，因?yàn)樗麄兪窃谌雾?xiàng)中產(chǎn)生的，我們將其稱(chēng)為兩頻率三階互調(diào)。兩頻率三階互調(diào)是最簡(jiǎn)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(qiáng)度較弱，一般不會(huì)對(duì)接收機(jī)形成干擾，所以我們主要關(guān)注三階互調(diào)。由上文可看出當(dāng)兩個(gè)頻率F1、F2滿足2F1-F2=F3或者2F2-F1=F3，而F3恰好是接收頻率時(shí)，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(huì)令接收機(jī)產(chǎn)生雜音，在多頻率的臺(tái)站各頻率多次互調(diào)之后還會(huì)產(chǎn)生大量頻譜能量，使得臺(tái)站附近背景噪聲明顯。

互調(diào)干擾根據(jù)產(chǎn)生場(chǎng)所分為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾和接收機(jī)互調(diào)干擾，發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾是由于外界信號(hào)通過(guò)天線耦合進(jìn)入發(fā)射機(jī)，從而在發(fā)射機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生互調(diào)。為了減少發(fā)射機(jī)互調(diào)，一般采取幾個(gè)辦法：（1）在發(fā)射機(jī)末端安裝隔離器，隔離器可以吸收從天線反向進(jìn)入發(fā)射機(jī)的干擾信號(hào)，起到保護(hù)發(fā)射機(jī)的作用。（2）發(fā)射機(jī)天線之間要有一定空間間距，使其他發(fā)射機(jī)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(jī)互調(diào)干擾是指外界信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)，在接收機(jī)電路的非線性作用下產(chǎn)生的互調(diào)。減少接收機(jī)互調(diào)的方法是：（1）在接收機(jī)前端安裝濾波器，最好是采用多級(jí)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(shè)兩個(gè)信號(hào)cosω1t、cosω2t同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)電路，如上文所示，（cosω1t+ cosω2t）3的產(chǎn)物中還有 cos3ω1t和 cos3ω2t兩項(xiàng)，根據(jù)三角變換，這兩項(xiàng)中分別包含了cosω1t和cosω2t成分，他們的頻率跟原信號(hào)一樣，但他們的調(diào)制信號(hào)已經(jīng)進(jìn)入了對(duì)方的載波里，也就是說(shuō)如同干擾信號(hào)的聲音調(diào)制在了有用信號(hào)的載波上，稱(chēng)為交叉調(diào)制。具體的干擾表現(xiàn)是當(dāng)甚高頻電臺(tái)接收時(shí)，能同時(shí)聽(tīng)到有用的話音和干擾信號(hào)的聲音，而當(dāng)有用話音消失時(shí)，干擾信號(hào)聲音也會(huì)一同消失。對(duì)于能產(chǎn)生交調(diào)的干擾信號(hào)，一般都是已調(diào)信號(hào)，與其頻率沒(méi)有必然關(guān)系，所以在排查時(shí)難以通過(guò)計(jì)算來(lái)確定干擾頻率。在廣州地區(qū)的甚高頻臺(tái)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)民航頻率串進(jìn)另一個(gè)民航頻率的情況，這種情況就有可能是交調(diào)導(dǎo)致的干擾。要減少交調(diào)干擾，應(yīng)該在接收機(jī)前端安裝濾波器，使得其他頻譜能量盡量少地進(jìn)入接收機(jī)。

3.對(duì)甚高頻電臺(tái)的合理設(shè)置以及定期維護(hù)

通常一個(gè)甚高頻臺(tái)站會(huì)有多個(gè)信道，導(dǎo)致電磁環(huán)境復(fù)雜，容易形成干擾。在設(shè)置甚高頻電臺(tái)的時(shí)候就要注意對(duì)干擾的預(yù)防。布置天線時(shí)留有足夠大的空間間距，同時(shí)運(yùn)用隔離器、濾波器等手段減少外部進(jìn)入的干擾能量。對(duì)于共用天線系統(tǒng)，避免相近的頻率共用天線。發(fā)射機(jī)要合理設(shè)置功率，以免對(duì)其他地區(qū)的復(fù)用頻率造成干擾，接收機(jī)要合理設(shè)置靈敏度、開(kāi)關(guān)門(mén)限。設(shè)備在運(yùn)行后要定期維護(hù)，認(rèn)真檢驗(yàn)甚高頻單機(jī)性能以及濾波器和隔離器的性能，及時(shí)將不符合標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)調(diào)整回正常狀態(tài)。只有讓設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作在最好狀態(tài)，才能更好地保障航空安全。