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【摘要】新时期,民用航空系统得到了飞速发展,成为了人们远程出行的首选方式之一。不过,在民用航空领域,甚高频通信系统的运行会受到无线电干扰的影响,可能引发相应的安全隐患。本文主要分析了调频广播对甚高频通信系统的影响,并就如何应对和消除这种影响提出了有效措施,希望能够为民用航空事业的稳定健康发展提供一些参考。
【关键词】调频广播;甚高频通信系统;影响;应对
0前言
甚高频地空通信系统是空中交通管理中一个非常重要的组成部分,其本身最为核心的功能,是实现实时信息和紧急安全信息的发送和接收,不仅是飞行器之间以及飞行器与地面管制人员之间进行沟通交流的主要途径,也是确保地空通信效果的基础和前提。而在实际运用中,甚高频通信系统容易受到各种因素的干扰,导致通信距离缩短,通话质量下降,严重的甚至无法保持通话连接,不仅导致了管制员工作量的增加,也会对航空器飞行安全造成影响。
1调频广播对甚高频通信系统的干扰类型
调频广播即通常所说的FM广播,在我国相关规定中,要求FM广播的调频频率为87MHz-108MHz,电台设置频率间隔为0.1MHz,对于射频主载波,采用的是频率调制模式。而甚高频通信系统采用的调制方式为AM,也就是调幅调制,其工作频段通常在118MHz-137MHz之间,信道间隔为25MHz。虽然从理论上,甚高频通信系统的频段高于调频广播,两者采用的也是不同的调制方式,但是由于频段接近,依然可能产生干扰,干扰的类型可以分为A1,B1、B2三种,其中,A1指一台广播发射机在运行过程中产生杂乱发射,或者同一位置多台发射机在运行时引发互调,信号进入到甚高频通信系统中;B1指两个或以上广播信号进入接收机,由于非线性作用,融入通信频带内,造成接收机互调干扰;B2指一个或多个强烈广播信号进入通信系统,导致接收机前端过量,继而使得放大器与混频器电路呈现为非线性状态,接收机灵敏度下降使得覆盖的范围缩小[1]。
2调频广播对甚高频通信系统的干扰机理
调频广播对甚高频通信系统的干扰机理主要体现在两个方面:
2.1调制混杂
早在1947年,国际民航组织就采用了国际电信联盟分配的VHF频段(118-137MHz)作为民航地空通信的主要频段,搭配AM调制。而伴随着科学技术的飞速发展,电磁环境越发复杂,甚高频通信系统AM调制解调方式的缺陷也逐渐暴露出来,其本身较差的抗干扰能力给系统稳定可靠运行带来了巨大的阻碍。调制混杂引发的干扰机理有三种,一是发射机本身使用时间长,存在老化问题,或者线性度较差,在运行过程中造成AM-PM影响增大,交调指标变差,从而导致发出的FM信号不纯粹,掺杂了幅度调制信息,如果AM接收机灵敏度较高,就可能接受该信息,对原本的信息形成干扰;二是调制设备的质量较差,无法实现对音频信号的有效隔离,使得音频幅度信息在电源系统上叠加,输出信号附带了相应的幅度调制信息,在本振输出中掺杂音频幅度波动,最终导致输出信号幅度上存在调制信号;三是解调器使用存在问题,对于AM解调,通常采用的解调方式包括了同步与包络,在采用同步解调方法时,由于AM同步解调与FM相干解调在实体电路和电路原理方面的相似性,如果满足一定条件,则AM同步解调可能会解调出FM信号的音频信息。
2.2频率干扰
无论是调频广播还是民航通信系统的频率,采用的都是甚高频频段,普遍存在互调干扰的现象,调频广播对甚高频通信系统最为严重的干扰主要体现在三阶互调干扰。导致频率干扰的原因一般有两种,一种是因为监管不严,导致部分FM调制设备的输出并没有经过相关测试与核准,缺乏对谐波的有效处理,设备在运行中产生的二次谐波可能会进入航空频段,加上不纯净的调制,可能使得航空接收机接收到调频广播的音频信息;二是部分频率的空间调制会造成部分新生成频率落入航空频段,这种情况在原始信号功率较大时比较常见。
2.3功率差异结合
地空通信的相关标准,空中信号场强应该为75UV/M,这样的信号强度要求带内干扰信号不能超过-104dBM,带外干扰信号不能超过-4dBM。基于此,将可以辨识的调频广播干扰器信号幅度-95dBM作为基准线,一旦超出这个幅度,都属于隐患干扰源。甚高频通信系统中,设备发射功率通常为50W,而调频广播发射机的公路在数百甚至上千瓦,包含多个放大器,在其中输入不同工作频率时,输出信号就可能包含互调产物[2]。
3减少甚高频通信系统干扰的合理化建议
调频广播对甚高频通信系统的干扰可能引发严重后果,必须得到空中交通管制部门和机场的重视,采取有效措施来对干扰进行减少乃至消除,保证通信效果。
3.1合理设置基础设施
为了消除无线电干扰,相关部门应该做好基础设施配置,如机场设备、通信导航站等,对于处于同一工作频率的天线和设备,需要保持足够的距离,避免出现相互干扰的情况。如果接收设备功率较大,则需要与发射设备分开放置,同时做好机房内线路与设备的优化布局,开展电磁辐射建设,对于一些杂乱设备,需要做好隔离与屏蔽工作,减少相互干扰问题。
3.2优化通信频点分配
在强化外部电磁环境治理的同时,也需要做好内部整顿,对甚高频通信频点进行合理分配,尤其是主频率和备用频率的设置,需要从区域实际情况出发,避免出现互调干扰、同频干扰和临频干扰等问题。一方面需要做好实地电磁环境监测,另一方面也要适当加大主备频点,避免其同时被干扰导致管制失效的情况。
3.3构建干扰查处机制
各部门应该加强对地方无委的沟通协调,深入现场做好排查工作,构建干扰测试跟踪机制,对于一些持续时间较长的干扰,需要做好测试,编制干扰进度表,找出其中的规律,将干扰区域精确到乡级乃至村级,缩小排查区域,提升排查效率。另外,应该构建起完善的跨区域干扰处置协调机制,实现属地化管理,为干扰的排查和消除提供便利[3]。
4结语
总而言之,在民航甚高频通信系统运行中,调频广播是比较常见的干扰源,其会对甚高频通信系统的覆盖范围和通信质量产生影响,严重的甚至可能威胁航空器飞行安全。因此,有关部门需要做好干扰分析和排查工作,采取有效措施减少和消除干扰,切实保障空管飞行安全。
参考文献
[1]李刚.广播电台对甚高频通信的干扰与防治[J].中国民用航空,2014(6):80.
[2]刘晓蓉.调频广播对甚高频地空通信干扰的机理分析[J].广播与电视技术,2014,41(5):95-97.
[3]王荣盛.调频广播对民航甚高频频段的干扰分析[J].中国科技纵横,2016(21):13-14.
作者:柳倩 单位:民航新疆空中交通管理局空管中心技术保障中心