史列

摘要：空管甚高頻在工作中受各種干擾的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，該文講述了空管所用甚高頻的一些基礎(chǔ)知識、甚高頻干擾的主要類型以及調(diào)查處置工作中的一些經(jīng)驗(yàn)和心得，以便參考者在處理此類問題時(shí)有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：甚高頻；干擾；三階互調(diào)

中圖分類號：TP302 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）31-0053-02

Research and Dispose Analysis of the ATC VHF Interference

SHI Lie

（Guizhou Air Traffic Management Bureau， Guiyang 550012， China）

Abstract：The ATC VHF Interference become more and more serious to the air traffic Department ，The article talk about some basics of the ATC VHF、the main types of VHF Interference and a few maintenance experiences， So that others have referenced effect when maintaining the similar equipment.

Key words： VHF； interference； third order intermodulation

1 概述

甚高頻Very high frequency（VHF）是指頻段從30Mhz到300MHz的無線電電波，波長為1至10米波。甚高頻一般用作電臺及電視臺廣播，同時(shí)又是航空和航海的溝通頻道。VHF主要是作較短途的傳送，傳播方式為直線視距波，易受環(huán)境的影響。民航空管甚高頻通信的工作頻段是118-136.975MHz，波道間隔25KHz或8.33KHz，信道總數(shù)760個(gè)或2280個(gè)，調(diào)制方式AM（A3E）雙邊帶調(diào)幅調(diào)制。隨著民航業(yè)務(wù)的日益發(fā)展，航班流量的增大，無線電設(shè)備的增多，航班機(jī)載設(shè)備和地面電臺設(shè)備也受到越來越多的各種干擾，對空管日常運(yùn)行保障產(chǎn)生了一定的影響，輕則造成干擾導(dǎo)致通話質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成某個(gè)電臺或某個(gè)頻點(diǎn)不能使用，從而危及航班的正常飛行秩序。無線電干擾是指在無線電通信過程中，由一種或者多種發(fā)射、輻射、感應(yīng)或組合所產(chǎn)生的無用能量，這些能量對于通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端都產(chǎn)生非常大的影響，并通過直接耦合或間接耦合方式進(jìn)入接收設(shè)備信道或自體的電磁能量，直接導(dǎo)致無線電通信性能下降、質(zhì)量惡化，嚴(yán)重的將造成通信斷續(xù)甚至中斷。

2 甚高頻干擾的主要類型及原因

干擾產(chǎn)生的類型主要有自然干擾和人為干擾兩大類：

1） 自然干擾有天電干擾、宇宙干擾和大地干擾等。自然干擾以天電干擾為主，而自然界的天電干擾又以雷電現(xiàn)象為，此外雨雪和灰塵的運(yùn)動(dòng)，以及它們對天線的沖擊都可能引起天電干擾。天電干擾場強(qiáng)的大小，與地理位置和季節(jié)等有關(guān)，從干擾的性質(zhì)來看屬于脈沖干擾性質(zhì)。自然干擾在進(jìn)入接收機(jī)前就已經(jīng)具有，是來自設(shè)備外部的干擾。要完全克服自然干擾是困難的，因此只能在設(shè)備上采取一些措施如加接濾波器、采用窄頻帶、加接收抗脈沖干擾電路等。

2） 人為干擾有工業(yè)干擾和無線電臺的干擾等。工業(yè)干擾是指由各種電氣裝置發(fā)生的電流（或電壓）急劇變化所形成的電磁輻射，并作用在接收天線上所產(chǎn)生的。例如馬達(dá)、電焊機(jī)、高頻電器裝置、X光機(jī)、電器開關(guān)等，它們在工作過程中或者由于產(chǎn)生火花放電而伴隨電磁輻射，或者本身就存在電磁輻射。工業(yè)干擾的強(qiáng)弱取決于產(chǎn)生干擾的電器設(shè)備的多少、性質(zhì)以及分布情況。當(dāng)這些干擾源距離接收天線很近時(shí)，產(chǎn)生的干擾是很難消除的。

無線電臺的干擾有：①電臺內(nèi)部產(chǎn)生的干擾如內(nèi)部噪聲、非線性失真、失配。內(nèi)部噪聲是由接收機(jī)自身引入的，如電阻中的自由電子熱運(yùn)動(dòng)引起的熱噪聲，晶體管中的載流子隨機(jī)產(chǎn)生、復(fù)合和擴(kuò)散引起的散彈噪聲等，也稱之為起伏噪聲。非線性失真是指信號在通過射頻收發(fā)信機(jī)通道時(shí)會(huì)有一定程度的失真，失真分為線性失真和非線性失真。線性失真主要由濾波器等一些無源器件產(chǎn)生，非線性失真主要由放大器、混頻器等一些有源器件產(chǎn)生。非線性失真對電臺的干擾較大，常用指標(biāo)有1db壓縮點(diǎn)、三階互調(diào)、三階截止點(diǎn)等。失配是指電臺傳輸線路和天線阻抗不匹配。駐波比是衡量負(fù)載匹配程度的一個(gè)指標(biāo)，它的取值范圍是1至無窮大。射頻很多接口的駐波系數(shù)規(guī)定小于2.0。駐波比差可能會(huì)使信號傳輸效果變差，通道增益下降。②其他電臺產(chǎn)生的干擾如鄰道干擾、雜散干擾、互調(diào)干擾等。鄰道干擾是指在收信機(jī)射頻通帶內(nèi)或通帶附近的信號，經(jīng)過變頻后進(jìn)入中頻通帶內(nèi)所引起的干擾現(xiàn)象。收信機(jī)信噪比下降，靈敏度降低是這種干擾引起的最主要后果。雜散干擾是指外來電臺干擾信號進(jìn)入接收機(jī)后與本振組合產(chǎn)生新的干擾信號。由于無線環(huán)境中存在多種干擾信號，這些信號本身可以被濾波器濾掉，但現(xiàn)在的接收機(jī)大多是超外差接收機(jī)，接收機(jī)接收到的能與本振組合產(chǎn)生中頻的信號很多，系統(tǒng)是無法去掉這些干擾的?；フ{(diào)干擾是造成地對空通信質(zhì)量下降的主要干擾之一。發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾產(chǎn)生的原因?yàn)椋涸诎l(fā)射機(jī)的末端，由于功率放大器的非線性，把侵入的其他干擾信號與有用的發(fā)射信號產(chǎn)生相互調(diào)制。而接收機(jī)互調(diào)干擾產(chǎn)生的原因?yàn)椋禾幱诨フ{(diào)關(guān)系的兩個(gè)或者兩個(gè)以上的無線電信號同時(shí)由一個(gè)接收機(jī)接收，由于接收機(jī)高頻放大器或混頻器的非線性變換而發(fā)生相互調(diào)制。

3 甚高頻主要干擾的解決方法

1） 同頻干擾。由于地球是圓形的，凸起的地表面會(huì)擋住視線此視線傳播能傳達(dá)的最遠(yuǎn)距離D=4.12（√h1+√h2）KM， h1和h2分別為收發(fā)天線高度。以天線高度100M，飛機(jī)高度10000M為例，最遠(yuǎn)距離D=453KM。某日貴陽塔臺的管制頻率反映能收到其他地方塔臺的管制聲音，持續(xù)有幾分鐘，當(dāng)時(shí)檢查本場設(shè)備都正常，干擾消失后回放錄音聽出是距本場一千多公里以外一個(gè)機(jī)場塔臺的管制聲音，而且頻率和貴陽塔臺頻率一致。后來分析是但當(dāng)電離層的電子密度異常時(shí)造成的無線電波超遠(yuǎn)距離傳播。當(dāng)電離層的電子密度異常區(qū)出現(xiàn)在E層時(shí)且電子密度可以比周圍正常E層的電子密度大幾十倍到幾百倍時(shí)，可反射甚高頻頻段內(nèi)的頻率，傳播距離可達(dá)到1000公里一2500公里。①對于在一定距離內(nèi)的同頻干擾問題首先在臺站選址和頻率分配上要進(jìn)行優(yōu)化從源頭上杜絕干擾的可能性。②其次安裝設(shè)備時(shí)注意天線高度、功率、俯仰角、收發(fā)信機(jī)參數(shù)、腔體濾波器參數(shù)正確設(shè)置。③對于突然發(fā)生的同頻干擾如果嚴(yán)重立刻先轉(zhuǎn)頻，然后上報(bào)并檢查設(shè)備。具體有：檢查內(nèi)話其他席位是否在使用此頻率；所管轄相關(guān)甚高頻設(shè)備的狀態(tài)是否正常、是否在長發(fā)；機(jī)載設(shè)備是否正常，有時(shí)航班上的設(shè)備會(huì)卡阻，此時(shí)可通過應(yīng)急頻率呼叫航班檢查設(shè)備或轉(zhuǎn)頻；設(shè)備附近是否有干擾源等。④對于同一個(gè)頻率，必須使用多個(gè)遙控臺的情況，可以通過對電臺設(shè)置頻偏來解決，使混頻后產(chǎn)生的新的頻率成分不在音頻范圍內(nèi)。

2） 互調(diào)干擾?；フ{(diào)干擾會(huì)造成管制員無法與飛行員進(jìn)行交流，影響飛行安全，降低有效功率，擾亂空間電磁波秩序。輸入端有多個(gè)干擾信號fm1，fm2，每個(gè)干擾和本振混頻┃±qflomp fm2┃≠fIF ┃±qflomp fm1┃≠fIF，但是當(dāng)組合頻率（rfm1- sfm2）≈fRF （rfm1- sfm2）- flo= fIF，產(chǎn)生互調(diào)干擾，由非線性器件的n=r+s+1，稱r+s=3為三階互調(diào)。一段時(shí)間區(qū)調(diào)反映1號扇區(qū)主頻133.45地面管制能收到區(qū)調(diào)3號扇區(qū)主頻率132.85和區(qū)調(diào)高扇132.25串頻聲音，檢查發(fā)現(xiàn)正好另兩個(gè)扇區(qū)在用SL132.85和SL132.25在收發(fā)。2×132.85-32.25=133.45符合（rfm1- sfm2）≈fRF。解決方法有：①檢查發(fā)現(xiàn)這幾部電臺天線很近，可以把其中某部電臺換成另一部同頻電臺；②增大天線間距離；③為發(fā)射機(jī)加裝單向隔離器和高Q質(zhì)諧振腔。為接收機(jī)采用高性能混頻器，提高輸入線性度，加腔體濾波器，衰減器，不用寬帶天線。④正確設(shè)置參數(shù)如頻率、功率、靜噪。

3） 鄰道干擾。在發(fā)射機(jī)方面，如頻率穩(wěn)定度差或者調(diào)制度大，可造成鄰頻干擾；在收信機(jī)方面，當(dāng)中頻濾波器選擇性不良時(shí)，便容易形成干擾或加劇干擾的危害程度。鄰道干擾首先要求對無線電設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格把關(guān)和測試；其次避開頻率來解決；倍頻也會(huì)造成干擾；還可以采用大功率壓制性干擾的方法。

4） 雜散干擾。是指由于發(fā)射設(shè)備產(chǎn)生的諧波或雜波落入有用信號的通帶內(nèi)造成的干擾。隨著民用無線電的不斷發(fā)展，大功率無線電臺和廣播的使用日益廣泛，不但頻段與民航甚高頻的專用頻段相近，且功率設(shè)置大，另外部分無線電臺由于設(shè)備老化或節(jié)約成本的考慮，很多無線電發(fā)射器濾波功能不好甚至沒有按要求設(shè)置濾波器，從而產(chǎn)生了功率強(qiáng)大的諧波和雜波，嚴(yán)重干擾空管甚高頻通信。另外現(xiàn)在的接收機(jī)多為超外差接收機(jī)，接收機(jī)接收能夠與本振組合產(chǎn)生中頻的信號很多，系統(tǒng)中頻濾波無法去掉這些干擾。首先從設(shè)備方面先用低通濾波器濾除高于二次諧波頻率；限制雜散輻射功率；對設(shè)備的接地要求良好；高性能濾波器；倍頻設(shè)計(jì)要合理。其次我們一方面將每月受到的干擾進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行匯總后上報(bào)省無委。對專項(xiàng)的試頻工作派專人輪流進(jìn)行監(jiān)控記錄，通過以上工作可以長期有效地進(jìn)行跟蹤觀察并分析出一定地結(jié)論。另一方面開展保護(hù)民用航空無線電專用頻率專項(xiàng)整頓活動(dòng)：首先通過多種形式宣傳有關(guān)頻率保護(hù)精神，可以提高群眾對民用航空無線電專用頻率的保護(hù)意識；其次組成強(qiáng)有力的執(zhí)法檢查組，開展無線電臺執(zhí)法檢查；最后是降低民用航空無線電通信背景電平。

4 結(jié)束語

空管甚高頻受到各種類型的干擾時(shí)有發(fā)生，危害小時(shí)影響通話效果，危害大時(shí)會(huì)造成通信中斷、對飛行安全形成惡劣影響。首先我們要根據(jù)自己的實(shí)際情況在臺站規(guī)劃時(shí)合理分配頻率，設(shè)備安裝時(shí)采取適當(dāng)措施，正確設(shè)置電臺參數(shù)。其次在干擾發(fā)生后應(yīng)先進(jìn)行應(yīng)急處理，保障通信不受到中斷，再對干擾原因進(jìn)行排查并進(jìn)行分別處理。最后還要配合相關(guān)部門對頻率受干擾現(xiàn)象進(jìn)行記錄、分析、調(diào)查以及進(jìn)一步采取相關(guān)措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曾興雯，劉乃安，陳健. 通信電子線路[M]. 北京：科學(xué)出版社，2006.

[2] 趙建勛，陸曼如，鄧軍. 射頻電路基礎(chǔ)[M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010.