通信基站建設(shè)對機場儀表著陸系統(tǒng)航向信標電磁環(huán)境影響的分析

王 茜

（昆明長水國際機場有限責任公司，云南 昆明 650021）

0 引 言

昆明機場為加快智慧機場建設(shè)需要，將在飛行區(qū)內(nèi)建設(shè)7個通信基站。飛行區(qū)內(nèi)設(shè)有保障飛機進近著陸使用的儀表著陸系統(tǒng)導航設(shè)備。為保證飛行安全，避免建設(shè)的基站對機場導航設(shè)備信號造成干擾，需對7個通信基站電磁環(huán)境影響進行測試、分析以及評估。本文以儀表著陸系統(tǒng)航向信標為例，綜合分析在飛行區(qū)內(nèi)架設(shè)通信基站對機場信標導航設(shè)備正常運行的影響，在保證昆明機場導航信號穩(wěn)定可靠的同時，為其他機場在飛行區(qū)內(nèi)建設(shè)通信基站提供參考。

1 論證方法

1.1 類比測試

因在昆明機場的通信設(shè)備尚未架設(shè)，故選取類似參數(shù)的設(shè)備進行類比分析。根據(jù)標準《無線電騷擾和抗擾度測量設(shè)備和測量方法規(guī)范》和《民用機場與地面航空無線電臺（站）電磁環(huán)境測試規(guī)范》，分別對相關(guān)設(shè)備進行現(xiàn)場測試，采集干擾數(shù)據(jù)[1,2]。

1.2 建立模型

根據(jù)導航臺設(shè)備資料、天線資料以及設(shè)計資料，建立臺站的天線模型。根據(jù)昆明機場導航臺站支撐的飛行程序、空域以及飛行高度，建立飛行軌跡模型。根據(jù)測試結(jié)果，提取相關(guān)設(shè)備的干擾特性，并根據(jù)7個站點基站相對于機場導航臺的位置，建立對應(yīng)的輻射干擾模型。

1.3 仿 真

根據(jù)《航空無線電導航臺（站）電磁環(huán)境要求》和《國際民用航空公約》附件10，結(jié)合地理三維模型、天線陣模型、飛行軌跡模型以及7個站點干擾源模型，綜合分析和仿真7個站點干擾源對4套航向信標設(shè)備信號的影響情況[3]。

2 運行需求

航向信標臺向飛機著陸方向發(fā)射水平極化的扇形合成場，航向信標臺信號覆蓋區(qū)為以航向信標天線為基準，在跑道中線延長線±10°以內(nèi)為46.3 km，在+10°～+35°和-10°～-35°之間為31.5 km。在它的信號覆蓋區(qū)內(nèi)，最低信號場強為40 μV/m（32 dB），覆蓋區(qū)域如圖1所示。在航向信標臺信號覆蓋區(qū)內(nèi)，對調(diào)頻廣播干擾的防護率為17 dB，對其他各種有源干擾的防護率為20 dB。

3 模型建立

3.1 天線模型

昆明機場4套儀表著陸系統(tǒng)航向信標設(shè)備的基本參數(shù)如表1所示。

圖1 航向信標臺信號水平覆蓋區(qū)

表1 儀表著陸系統(tǒng)航向信標基本參數(shù)

如圖2所示，根據(jù)導航設(shè)備資料、天線資料以及設(shè)計資料，建立航向天線模型水平方向圖。

圖2 航向天線模型水平方向圖

3.2 飛行軌跡和空域

根據(jù)航行資料匯編，分析昆明機場飛行程序和管制區(qū)域，提取仿真所需的飛行軌跡和空域。

3.3 干擾源模型

根據(jù)現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，對干擾源進行建模。

4 測試和干擾分析

測試各通信設(shè)備分別處于關(guān)閉和開啟狀態(tài)下對機場儀表著陸系統(tǒng)航向信標設(shè)備所在頻段的干擾場強度，提取評估所需的干擾數(shù)據(jù)。為保證安全余度，利用測試數(shù)據(jù)中的最大值開展評估。根據(jù)干擾源測試數(shù)據(jù)建立干擾源模型，然后根據(jù)天線模型、飛行軌跡以及空域，分析7個站點上的通信設(shè)備對昆明機場儀表著陸系統(tǒng)航向信標設(shè)備臺站的干擾影響。

4.1 干擾源模型

各臺站設(shè)備同時運行時，它對108～111.975 MHz頻段（水平極化）的影響如表2所示。

表2 基站設(shè)備運行對LOC天線的影響

4.2 干擾分析

根據(jù)4個航向信標臺和7個站點基站分布的位置，對從中間進近定位點至基準數(shù)據(jù)點（T點）的航線進行干擾仿真。7個站點的基站同時正常工作時，仿真結(jié)果和信干比曲線如圖3～圖10所示。航向信標臺對其他各種有源干擾的防護率為20 dB。各距離上信干比均大于20 dB，故7個站點的基站同時正常工作不會對03號、21號、04號以及22號跑道航向信標臺的運行造成干擾。

5 結(jié) 論

為分析和測算通信基站產(chǎn)生的信號是否會對儀表著陸系統(tǒng)航向信標造成影響，選取相應(yīng)通信設(shè)備對設(shè)備關(guān)機時的背景信號和開機正常運行時產(chǎn)生的電磁輻射進行現(xiàn)場測試。根據(jù)測試數(shù)據(jù)，對7個站點架設(shè)的導航設(shè)備和飛行軌跡進行建模仿真分析。結(jié)果表明，7個站點架設(shè)的通信設(shè)備正常工作時，產(chǎn)生的電磁輻射不會對昆明機場儀表著陸系統(tǒng)航向信標運行造成影響。鑒于機場導航設(shè)施設(shè)備對電磁環(huán)境的特殊要求，如未來在昆明機場附近其他區(qū)域新建高壓輸電線、電氣化鐵路以及其他有源干擾設(shè)施等時，應(yīng)進一步測算和分析新建干擾源對機場導航設(shè)備運行的影響。

圖3 04跑道仿真結(jié)果

圖4 21跑道仿真結(jié)果

圖5 03跑道仿真結(jié)果

圖6 22跑道仿真結(jié)果

圖7 03號信干比曲線（起點為T點）

圖8 22號信干比曲線（起點為T點）

圖9 21號信干比曲線（起點為T點）

圖10 04號信干比曲線（起點為T點）