高照盼

（民航新疆空管局空中交通管制中心技術(shù)保障中心，烏魯木齊 830016）

目前，民用航空中甚高頻通信是實(shí)現(xiàn)地面與空中（管制員與飛行員）通信的重要技術(shù)手段，而新疆空管飛行情報(bào)區(qū)作為我國最大的空中管制區(qū)，是通往歐洲和中亞地區(qū)的空中大動(dòng)脈。近年來，隨著新疆空管空域航班流量的激增，所需的無線電通信信道數(shù)量也逐漸增加，標(biāo)志著甚高頻通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性變得日趨重要。隨著各類廣播電臺(tái)的增加，民航電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜，民航無線電受到干擾的情況也時(shí)有發(fā)生，成為影響航班安全運(yùn)行的重要隱患。如何避免各種電磁干擾，提高地空通話的質(zhì)量，是當(dāng)下民航局急需解決的問題。本文以工作中遇到的實(shí)際干擾案例為例進(jìn)行分析，探討解決方法。

1 民航甚高頻通信干擾類型簡介

民航甚高頻干擾通常包括互調(diào)干擾、鄰頻干擾、同頻干擾和外部環(huán)境干擾，其中互調(diào)干擾和鄰頻干擾是目前較為常見的類型。

互調(diào)干擾是指當(dāng)2個(gè)或更多不同頻率的信號(hào)同時(shí)輸入非線性電路時(shí)，其互相調(diào)制所產(chǎn)生的與本地信號(hào)相近的組合頻率分量，通過接收機(jī)對(duì)本地信號(hào)造成干擾的現(xiàn)象。在實(shí)際工作中最為常見的是三階互調(diào)干擾，其滿足的關(guān)系為：

式中，f1、 f2、 f3為基帶信號(hào)； f4為寄生信號(hào)。由此可見，如果在同一管制區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)頻率的差恰好等于另外兩個(gè)頻率的差，就會(huì)出現(xiàn)互調(diào)干擾現(xiàn)象。

鄰頻干擾是指在相鄰頻道工作的接收機(jī)受到鄰近頻率的干擾，當(dāng)調(diào)頻后的正常信號(hào)的分量落入鄰近信道接收機(jī)中，即對(duì)其他頻率有一定的響應(yīng)時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生鄰頻干擾現(xiàn)象，嚴(yán)重影響地空通話的信號(hào)質(zhì)量。

2 實(shí)際干擾案例分析

2.1 塔臺(tái)使用A 頻率和B 頻率時(shí)，可接收到C 頻率的干擾

2.1.1現(xiàn)象

據(jù)塔臺(tái)管制員反映，在發(fā)射臺(tái)與航管樓同時(shí)發(fā)送A 和B 頻率信號(hào)時(shí)，會(huì)串進(jìn)C 的頻率聲音，干擾嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)影響正常的地空通話。其中，A 為烏魯木齊塔臺(tái)對(duì)地通信第一頻率，B 為尚在測(cè)試中的新增對(duì)地通信第二頻率，C 為國際應(yīng)急頻率，而發(fā)射臺(tái)與航管樓互為備份異址臺(tái)站，并共同為塔臺(tái)提供通信保障。

2.1.2解決措施

經(jīng)檢查，本地設(shè)備正常，天線系統(tǒng)正常。通過分析計(jì)算，上述3個(gè)頻率信號(hào)滿足三階互調(diào)干擾的關(guān)系：

隨后使用異址臺(tái)站對(duì)此頻率進(jìn)行測(cè)試，干擾現(xiàn)象便消失了。由于塔臺(tái)對(duì)甚高頻通信距離的要求相對(duì)較短，在不影響正常工作時(shí)，考慮將A 和B 頻率信號(hào)的功率適當(dāng)降低，并提高相應(yīng)的靜噪門限，即可基本解決該頻率串?dāng)_的問題；而發(fā)射臺(tái)和航管樓作為互為備份的異址臺(tái)站，可在內(nèi)話配置中將發(fā)射臺(tái)和航管樓分配到不同的頻率框內(nèi)，以便管制使用過程中盡量通過異址臺(tái)進(jìn)行通信，再一次避免該互調(diào)干擾的發(fā)生。

2.2 塔臺(tái)使用D 頻率時(shí)，串入E 頻率的干擾

2.2.1現(xiàn)象

據(jù)塔臺(tái)管制員反映，塔臺(tái)使用發(fā)射臺(tái)的D 頻率信號(hào)時(shí)串入?yún)^(qū)調(diào)E 頻率信號(hào)的干擾，其中D 為烏魯木齊塔臺(tái)主頻，E 為烏魯木齊區(qū)域管制一扇和四扇的備頻。

2.2.2原因分析

（1）首先檢查本地甚高頻通信設(shè)備是否一切正常，隨后詢問管制干擾發(fā)生的相關(guān)情況。頻率干擾現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，E 、D 的頻率信號(hào)均在發(fā)射臺(tái)甚高頻通信系統(tǒng)內(nèi)。隨后管制配合測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)區(qū)調(diào)使用五家渠市的E 同頻異址臺(tái)時(shí)，干擾便會(huì)消失，初步懷疑是發(fā)射臺(tái)頻率之間存在互調(diào)干擾。

（2）當(dāng)日干擾現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，通信室正在按計(jì)劃對(duì)區(qū)管收發(fā)信機(jī)房進(jìn)行秋季換季維護(hù)。根據(jù)干擾現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的錄音，發(fā)現(xiàn)串?dāng)_現(xiàn)象比較明顯，而D 和E 這2個(gè)頻率信號(hào)之間相差2.85MHz，根據(jù)甚高頻相鄰信道抑制規(guī)范要求，可知這2個(gè)信道之間不可能存在直接干擾，極有可能是與其他頻率間存在三階或五階的互調(diào)干擾。

（3）調(diào)取干擾出現(xiàn)時(shí)間段內(nèi)所有發(fā)射臺(tái)頻率的錄音，發(fā)現(xiàn)在D 頻率信號(hào)中串入?yún)^(qū)調(diào)E 頻率信號(hào)的聲音時(shí)，處于進(jìn)近階段的一架飛機(jī)也在使用發(fā)射臺(tái)發(fā)射的F （F為進(jìn)近三扇主頻）頻率信號(hào)，由此可以證實(shí)這3個(gè)頻率間存在互調(diào)干擾。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，此互調(diào)干擾為三階互調(diào)干擾，干擾公式為：

根據(jù)互調(diào)干擾出現(xiàn)的條件發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)臺(tái)站（如發(fā)射臺(tái)）只要同時(shí)發(fā)射E 和F 頻率信號(hào)時(shí)，就會(huì)串入D 信道的頻率信號(hào)，或者當(dāng)管制同時(shí)發(fā)射E 和D 頻率信號(hào)時(shí)，也會(huì)串入F 頻率信號(hào)。

2.2.3解決方法

借鑒第一個(gè)干擾案例，結(jié)合塔臺(tái)通信距離，適當(dāng)降低D 頻率信號(hào)的電臺(tái)功率，并提高相應(yīng)的靜噪門限，可緩解該頻率串?dāng)_問題。由于在短暫時(shí)間內(nèi)無法對(duì)頻率配置進(jìn)行重新分配，所以值班員建議塔臺(tái)及進(jìn)近管制員合理分配使用甚高頻臺(tái)站，盡量避免同時(shí)使用相同的甚高頻通信臺(tái)站。E 頻率信號(hào)作為區(qū)調(diào)備頻，在主頻無法保障時(shí)，也可使用發(fā)射臺(tái)鄰近臺(tái)站的E 頻率信號(hào)來保障通信。

以上2種三階互調(diào)干擾情況的解決方法，均是從規(guī)避該非線性電路、提高門限，從而使干擾信號(hào)不進(jìn)入該工作信道等方面來消除三階互調(diào)干擾。在實(shí)際工作中，通常使用三階互調(diào)公式進(jìn)行計(jì)算，從而避免不同頻率互相調(diào)制所產(chǎn)生的新的組合頻率分量與本地信號(hào)的接收頻率相等或相近，以此來避免三階互調(diào)干擾現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3塔臺(tái)使用G 頻率時(shí)，串入C 頻率的干擾

2.3.1現(xiàn)象

據(jù)塔臺(tái)管制員反映，在使用航管樓G 頻率信號(hào)時(shí)，航管樓C 頻率信號(hào)可收到該頻率的串?dāng)_聲；而使用發(fā)射臺(tái)G 頻率信號(hào)時(shí)，航管樓C 頻率信號(hào)工作正常，未出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。其中，G 頻率信號(hào)為烏魯木齊塔臺(tái)放行頻率，而發(fā)射臺(tái)與航管樓互為備份異址臺(tái)站，并共同為塔臺(tái)提供通信保障。

2.3.2原因分析

截至2020年，G 和C 頻率信號(hào)所在系統(tǒng)已使用22年，系統(tǒng)腔體濾波器老化，性能下降。該系統(tǒng)在塔臺(tái)場監(jiān)搬遷之前，使用的甚高頻收發(fā)炮筒天線的垂直隔離度高，可避免干擾問題；在搬遷過程中，受塔臺(tái)樓頂面積影響，系統(tǒng)更換了甚高頻收發(fā)天線，天線間的距離相對(duì)較近，導(dǎo)致天線間隔離度減小，加大了干擾發(fā)生的概率；而使用異址臺(tái)G 頻率信號(hào)時(shí)，航管樓的C 頻率信號(hào)并未產(chǎn)生串?dāng)_現(xiàn)象，2套甚高頻系統(tǒng)安裝在不同的臺(tái)址，證實(shí)了控制天線隔離度對(duì)抑制干擾具有重要作用。

2.3.3解決方法

（1）在塔臺(tái)樓頂加裝甚高頻天線支架，使得發(fā)射天線和接收天線保持一定的空間距離，增加塔臺(tái)甚高頻天線的垂直隔離度。

（2）在航管樓甚高頻通信系統(tǒng)中加裝單向器。

（3）適當(dāng)降低航管樓G 頻率信號(hào)的電臺(tái)功率，在滿足信號(hào)覆蓋要求的前提下，緩解對(duì)C 頻率信號(hào)的串?dāng)_。

（4）在不影響管制正常通信的前提下，可以使用異址臺(tái)站G 頻率信號(hào)進(jìn)行通信。

在實(shí)際工作中，如果一部電臺(tái)正常工作時(shí)發(fā)出的信號(hào)較強(qiáng)，而足以打開另一部電臺(tái)的接收機(jī)靜噪門限時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生鄰頻干擾。實(shí)際工作中單靠接收機(jī)本身對(duì)強(qiáng)信號(hào)的抑制是有限的，必須依靠增加收發(fā)天線的距離來減輕相鄰頻率產(chǎn)生的干擾。一般情況下，天線間隔控制在20m時(shí)，接收機(jī)對(duì)較強(qiáng)鄰頻信號(hào)的抑制作用最好。同時(shí)，根據(jù)甚高頻接收機(jī)的工作原理，可通過帶通濾波器接收到有用的信號(hào)，同時(shí)對(duì)其他信號(hào)進(jìn)行衰減，從而達(dá)到抑制鄰頻干擾的效果。

3 臺(tái)站使用頻率分析和計(jì)算

根據(jù)近年來終端區(qū)三階互調(diào)干擾現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生的情況，同時(shí)結(jié)合多頻率點(diǎn)互相作用產(chǎn)生干擾，衍生出五階互調(diào)干擾公式為：

式中，f1、f2、f3為基帶信號(hào)；f0為寄生信號(hào)。

對(duì)終端區(qū)現(xiàn)有主頻頻率配置情況進(jìn)行三階互調(diào)及五階互調(diào)干擾進(jìn)行計(jì)算與分析，以便為下次頻率分配提供可行性建議。航管樓臺(tái)站和發(fā)射臺(tái)站存在互調(diào)干擾的分析結(jié)果見表1和表2，其中，H為進(jìn)近二扇主頻，I為進(jìn)近四扇主頻，J為區(qū)域三扇主頻，K為軍航協(xié)調(diào)頻，M為區(qū)域二扇主頻，N為區(qū)域四扇主頻，O為進(jìn)近一扇主頻。

表1 航管樓臺(tái)站互調(diào)干擾的分析結(jié)果

表2 發(fā)射臺(tái)站互調(diào)干擾的分析結(jié)果

結(jié)合表1、表2可以發(fā)現(xiàn)：

（1）經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，頻率為F 、I 的信號(hào)所造成的三階、五階互調(diào)干擾較多。

（2）在發(fā)射G 頻率信號(hào)的同時(shí)，發(fā)射D、F 頻率信號(hào)會(huì)產(chǎn)生五階互調(diào)干擾。從頻率配置分析：F 頻率信號(hào)為進(jìn)近三扇主頻，G 頻率信號(hào)為塔臺(tái)地面第二放行席主頻，D 頻率信號(hào)為塔臺(tái)主頻，這3個(gè)頻率同時(shí)發(fā)射的幾率較大，在實(shí)際工作中造成互調(diào)干擾的可能性較大。

（3）在發(fā)射F 頻率信號(hào)的同時(shí)，發(fā)射M 、H頻率信號(hào)會(huì)產(chǎn)生五階互調(diào)。從頻率配置分析：F 、H、M 這3個(gè)頻率同時(shí)發(fā)射的幾率較大，在實(shí)際工作中造成互調(diào)干擾的可能性較大。

（4）D 、O 、A 、F 中任意3個(gè)頻率信號(hào)同時(shí)發(fā)射都會(huì)產(chǎn)生三階互調(diào)，干擾另一頻率；以上頻率信號(hào)也均為主頻，同時(shí)使用幾率較大，在實(shí)際工作中會(huì)造成互調(diào)干擾。

4 結(jié)束語

在實(shí)際工作中，要想解決無線電干擾問題，建議首先從設(shè)備入手降低干擾源的功率，關(guān)閉未使用的干擾源；在對(duì)甚高頻臺(tái)站進(jìn)行選址時(shí)，加強(qiáng)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的監(jiān)測(cè)，與當(dāng)?shù)卣盁o線電委員會(huì)共享環(huán)境數(shù)據(jù)，以便出現(xiàn)干擾時(shí)快速確定干擾源問題；在日常值班過程中，重視管制員反映的干擾問題，總結(jié)干擾規(guī)律，避免同樣的干擾問題重復(fù)出現(xiàn)；加強(qiáng)無線電管理法律法規(guī)的普及，將理論付諸于實(shí)踐，為民航事業(yè)的安全高效發(fā)展保駕護(hù)航。