張宇航

編者按：在民航通信中，調(diào)頻廣播對(duì)民航通信干擾尤為顯著。這篇文章分別從電臺(tái)發(fā)射功率、輻射及頻率自身特性等方面分析了調(diào)頻廣播對(duì)民航通信業(yè)務(wù)干擾問(wèn)題，并提出了解決辦法。

引言

在民用航空發(fā)展的過(guò)程中，無(wú)線電通信技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，其對(duì)于保障民航飛行安全以及民航行業(yè)發(fā)展所起到的巨大幫助也使得其在近年中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是隨著無(wú)線電技術(shù)的不斷發(fā)展，民航無(wú)線電通信受到干擾的情況也變得越來(lái)越多，給我國(guó)人民的生命以及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了非常大的安全隱患。因此，對(duì)民航無(wú)線電通信干擾因素進(jìn)行分析，并對(duì)如何更好地防范此類干擾進(jìn)行研究，具有非常重要的意義。近年來(lái)，廣播電視行業(yè)與民航行業(yè)發(fā)展迅速，造成廣播頻率日益向上擴(kuò)展，同時(shí)民航頻率又在向下擴(kuò)展，使得使用頻段過(guò)于擁擠，導(dǎo)致廣播電視業(yè)務(wù)極易對(duì)民航地空通信頻率造成同頻或鄰頻干擾。

民航航空無(wú)線電通信應(yīng)用簡(jiǎn)述

航空無(wú)線電通信在民用航空應(yīng)用中，扮演著一個(gè)最為重要的角色。通過(guò)在民航中應(yīng)用航空無(wú)線電通信，可以更好地為各個(gè)航班的飛行提供各類語(yǔ)音通信信號(hào)、通信接引以及高頻遙控等一系列服務(wù)。目前，在民用航空器飛行過(guò)程中，可以通過(guò)甚高頻地空通話以及數(shù)據(jù)傳輸，來(lái)讓航空管制員與飛行員之間進(jìn)行及時(shí)的信息交流，實(shí)現(xiàn)地面與空中的雙向通信，這對(duì)于保證民航飛行過(guò)程中的高效性和安全性都是非常重要的。

干擾技術(shù)分析

頻段手段

調(diào)頻廣播所占頻段與民航無(wú)線電業(yè)務(wù)頻段緊密相鄰，如：民航導(dǎo)航（指點(diǎn)標(biāo)）頻段為74.6MHz-75.4MHz;廣播電視業(yè)務(wù)頻段為76MHz-84MHz;調(diào)頻廣播頻段為87MHz-108MHz;民航導(dǎo)航（ILS、VOR）頻段為108MHz-117.975MHz;民航VHF通信頻段為117.975MHz-137MHz。 由于頻段相鄰，若兩個(gè)系統(tǒng)間無(wú)隔離措施，相互影響的幾率很大。

信號(hào)接收技術(shù)

對(duì)于信號(hào)本身而言，因受地波效應(yīng)及各種障礙物的阻擋影響，在沿地表傳輸時(shí)距離有限，但在寬廣的空中，即便是較弱信號(hào)也能覆蓋;對(duì)于接收電臺(tái)而言，相對(duì)于地面電臺(tái)，處于一種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)及延續(xù)性考慮，機(jī)載電臺(tái)不能像地面臺(tái)那樣，隨電磁兼容性的要求變化增配耦合器、隔離器等設(shè)備，在選擇性方面，顯得十分脆弱?？傊?，民用航空器在空中受到干擾是由信號(hào)本身的傳播特性和自身設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷造成的。

寄生調(diào)幅

寄生調(diào)幅是指寬頻帶調(diào)頻波中包含不同頻率的信號(hào)分量（頻率連續(xù)分布）。 當(dāng)通過(guò)RLC回路時(shí)，RLC回路對(duì)不同頻率分量顯現(xiàn)出不同的輸出阻抗，從而導(dǎo)致輸出信號(hào)幅度變化，成為調(diào)幅波形式。由于器件的非理想型，調(diào)頻器在載波調(diào)制的過(guò)程中，其幅度也受到了調(diào)制信號(hào)或其他干擾信號(hào)的調(diào)制，這就是調(diào)頻信號(hào)的寄生調(diào)幅，事實(shí)上幾乎所有的調(diào)幅輸出都帶有寄生調(diào)幅。對(duì)于調(diào)頻通信而言，其對(duì)寄生調(diào)幅這種干擾有較強(qiáng)的抑制力，因此在規(guī)定發(fā)射機(jī)輸出調(diào)頻信號(hào)附帶的寄生調(diào)幅參數(shù)限制時(shí)，也就不是特別嚴(yán)格，但對(duì)于接收選擇性差的調(diào)幅通信而言，接收機(jī)解調(diào)出調(diào)幅信息后，地空通信信道中就會(huì)夾雜著廣播節(jié)目或其他干擾信息。

互調(diào)干擾

互調(diào)干擾[1]是由傳輸信道中非線性電路產(chǎn)生的，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)不同頻率的信號(hào)輸入到非線性電路時(shí)，由于非線性器件的作用，會(huì)產(chǎn)生很多諧波和組合頻率分量，其中與所需要的信號(hào)頻率相接近的組合頻率分量會(huì)順利通過(guò)接收機(jī)而形成干擾，這種干擾稱為互調(diào)干擾。通常而言，廣播電視部門設(shè)備功率過(guò)大，采用大功率發(fā)射，小則幾百瓦，高至上千瓦。民航的地空通信功率低至幾瓦，高至50瓦。這種上千倍的功率差，使兩者在互相影響方面，民航地空通信受到的影響更大。尤其是在過(guò)年期間，某些區(qū)調(diào)區(qū)域內(nèi)的航班時(shí)常會(huì)清晰地聽(tīng)見(jiàn)廣播節(jié)目。理論分析，對(duì)民航通信較為有害的互調(diào)分量一般來(lái)自三階互調(diào)[3]。

干擾分析

廣播電臺(tái)媒體業(yè)務(wù)的干擾

隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，為了更好地滿足我國(guó)人民的精神需求，各種廣播電臺(tái)以及民間電臺(tái)的設(shè)立和使用都在快速的增長(zhǎng)中。在這個(gè)過(guò)程中，由于廣播電視業(yè)務(wù)中所使用的頻率與民航業(yè)務(wù)中使用的頻段非常接近，同時(shí)廣播電視業(yè)務(wù)的無(wú)線電功率設(shè)置也逐漸增大，并且沒(méi)有配置非常完備的濾波配套裝置，促使在使用過(guò)程中非常容易出現(xiàn)廣播電臺(tái)信號(hào)串進(jìn)航空通信頻段的情況，這使得航空無(wú)線電通信經(jīng)常受到干擾。

“黑廣播”干擾影響

那么干擾信號(hào)多大可以對(duì)直線距離

453 km、高度10000 m的飛機(jī)產(chǎn)生干擾呢？假設(shè)機(jī)載電臺(tái)接收機(jī)靈敏度為1μV（-107dBm），天線增益為0 dBi，頻率為120 MHz，在自由空間傳播下最遠(yuǎn)通信距離的傳輸損耗根據(jù)公式L=32.45+20lgD+20lgF計(jì)算得出127dB，根據(jù)公式-107=P-127計(jì)算得出等效輻射功率P=20 dBm=100 mW。

從以上計(jì)算可以看出：干擾源只需要100 mW的等效輻射功率就可以對(duì)453 km范圍內(nèi)飛行高度10000 m的飛機(jī)產(chǎn)生干擾，而“黑廣播”發(fā)射功率都在1 kW以上，因此很容易對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致機(jī)組聽(tīng)不清或聽(tīng)不到令等，影響飛行安全。

“黑廣播”對(duì)民航地空通信頻率頻繁造成干擾，究其原因還是因?yàn)槠湔加玫恼{(diào)頻廣播頻段87～108 MHz與民通信頻段117.975～137 MHz相近，在發(fā)射功率過(guò)大、不加裝濾波器、設(shè)備簡(jiǎn)陋不達(dá)標(biāo)以及缺乏維護(hù)等情況下較強(qiáng)的互調(diào)信號(hào)和雜散信號(hào)落入民航地空通信頻段內(nèi)，一旦這些信號(hào)進(jìn)入民航機(jī)載或者地面臺(tái)站的接收機(jī)時(shí)，就會(huì)對(duì)民航地空通信頻率造成干擾。 另外，近兩年“黑廣播”不斷趨于專業(yè)化、規(guī)?；?，個(gè)別不法分子通過(guò)在房門上及房間內(nèi)安裝攝像頭、路由器、遠(yuǎn)程遙控設(shè)備，可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備房間內(nèi)外的動(dòng)態(tài)，當(dāng)懷疑自己的電臺(tái)被盯上時(shí)，就可以遠(yuǎn)程關(guān)閉電臺(tái)，讓執(zhí)法人員無(wú)從下手、無(wú)功而返[5]。 所以“黑廣播”干擾相對(duì)于其他類型干擾查處大、耗時(shí)更長(zhǎng)，對(duì)民航通信頻率造成的影響經(jīng)常會(huì)更持久。

干擾案例

（1）案例1

某地的民航地空通信頻率為120.95 MHz，從2006年3月份開(kāi)始，受到了調(diào)頻廣播的干擾，飛機(jī)在經(jīng)過(guò)點(diǎn)“XXXXX”附近時(shí)，飛行員在信道中聽(tīng)到有持續(xù)的廣播節(jié)目，無(wú)奈只能啟用備頻，120.95 MHz被迫停用。后查實(shí)，120.95MHz信道上的廣播節(jié)目正是105.3 MHz的廣播節(jié)目。105.3 MHz廣播發(fā)射機(jī)的寄生調(diào)幅通過(guò)和89.7 MHz互調(diào)產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物120.9 MHz串入120.95MHz信道。

分析得出，該互調(diào)屬一型三階互調(diào)，即兩個(gè)工作頻率互調(diào)的產(chǎn)物。公式為105.3 MHz+105.3 Mhz-89.7 MHz=120.9 MHz。假設(shè)民航通信系統(tǒng)與該調(diào)頻廣播臺(tái)之間沒(méi)有足夠的保障距離，由于廣電設(shè)備功率與民航通信設(shè)備功率相差甚大，那么在120.9 MHz±120 KHz的范圍內(nèi)都會(huì)受到干擾，即約10個(gè)地空通信信道都會(huì)受干擾。

（2）案例2

1996年4月下旬，某管制室120.50 MHz頻率受到不明廣播電臺(tái)干擾，難以正常指揮飛機(jī)，對(duì)飛行安全構(gòu)成極大威脅。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該信號(hào)干擾范圍以“XXX”點(diǎn)為半徑，100 km區(qū)域內(nèi)對(duì)空中機(jī)載電臺(tái)造成影響。隨后對(duì)該干擾源進(jìn)行實(shí)地追蹤。仔細(xì)監(jiān)聽(tīng)后，發(fā)現(xiàn)是XXX省人民廣播電臺(tái)節(jié)目。至此，對(duì)該臺(tái)進(jìn)行廣播信號(hào)源占用帶寬、殘波輻射等技術(shù)參數(shù)全面檢測(cè)，通過(guò)互調(diào)干擾計(jì)算，排除主發(fā)射臺(tái)造成的干擾。后期通過(guò)了解，查明在某兩地各有一座可疑調(diào)頻廣播差轉(zhuǎn)臺(tái)，發(fā)射頻率分別為89.7 MHz和100.6 MHz。檢測(cè)參數(shù)后發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)發(fā)射機(jī)技術(shù)參數(shù)不合格，諧波分量和占用帶寬極大，89.7 MHz設(shè)備頻偏已偏至90.7 MHz。實(shí)驗(yàn)后確認(rèn)為兩差轉(zhuǎn)臺(tái)造成此次干擾。

理論分析此次干擾原因是100.6 MHz的三次諧波與90.7 MHz的二次諧波互調(diào)干擾，即100.6×3-90.7×2=120.4MHz，與管制頻率120.50 MHz相近。因上述兩差轉(zhuǎn)臺(tái)未經(jīng)無(wú)線電管理部門審批，通過(guò)當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理機(jī)構(gòu)責(zé)成其停止工作后，排除了干擾。

干擾對(duì)民航的危害

長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)民航對(duì)于安全性以及可靠性的要求都是非常高的。在這樣的情況下，電臺(tái)廣播干擾及“黑廣播”干擾對(duì)于民航的影響都是非常嚴(yán)重的，而且在干擾較為嚴(yán)重的情況下，將會(huì)對(duì)飛機(jī)的安全飛行產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的影響。 輕則影響飛機(jī)的正常起飛或降落，引起復(fù)飛的情況，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)l(fā)空難，對(duì)人民的生命以及財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生巨大的威脅。對(duì)于將安全飛行作為核心目標(biāo)的民航而言，無(wú)論是通信、導(dǎo)航還是氣象設(shè)備受到干擾，危害都是非常嚴(yán)重的，不但會(huì)大大加重飛行員和管制員的工作量，同時(shí)還會(huì)對(duì)航班產(chǎn)生連鎖的影響，打亂民航的原本飛行計(jì)劃，而對(duì)于將要降落的飛機(jī)而言，一但通信受到干擾，將會(huì)使其無(wú)法正常降落，因此造成復(fù)飛，這些情況都會(huì)帶來(lái)很大的損失，同時(shí)也會(huì)使得飛行過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)性大大提高。

干擾管理原因分析

設(shè)備原因

廣電部門設(shè)備功率過(guò)大，設(shè)備性能不穩(wěn)定是造成航空導(dǎo)航干擾的主要原因。發(fā)射設(shè)備超負(fù)荷工作，臺(tái)站集中，設(shè)備老化、帶外雜散大幅度超標(biāo)[2]。廣電部門存在一些擅自設(shè)臺(tái)、隨意變更臺(tái)站核定參數(shù)的現(xiàn)象。由于廣播電視系統(tǒng)頻率屬專用，在頻率規(guī)劃和臺(tái)址審批時(shí)無(wú)須經(jīng)過(guò)無(wú)線電管理部門的初審和電磁兼容性分析，這樣就沒(méi)有充分考慮頻率互調(diào)、諧波對(duì)其他無(wú)線電臺(tái)站造成的干擾。某些廣電部門“先設(shè)后報(bào)、擅自設(shè)臺(tái)”的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，為了擴(kuò)大廣播電視信號(hào)覆蓋范圍，未經(jīng)規(guī)劃和審批，擅自加大發(fā)射功率，隨意變更臺(tái)址，有的甚至變更發(fā)射頻率，這些都是造成無(wú)線電干擾的重要因素。

區(qū)域管理范圍

空中交通服務(wù)的范圍同行政區(qū)劃設(shè)有很大的不同[4]。一個(gè)空中交通管制中心的服務(wù)空域可能要跨越若干個(gè)省，由于地域上的差異，對(duì)口管理有很大的難度。民航設(shè)立地空通信臺(tái)站，只在當(dāng)?shù)貍浒?，但這個(gè)頻率可能還需要鄰近周邊的地方無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。由于信息不暢，有的地方無(wú)線電管理部門對(duì)于民航的一些干擾申訴不能作出正確的判斷，因沒(méi)有受干擾的證據(jù)，故不能及時(shí)采取措施消除干擾源。另一方面，空中交通服務(wù)受業(yè)務(wù)及政策驅(qū)使，改變扇區(qū)劃設(shè)方案，導(dǎo)致地空通信系統(tǒng)的覆蓋范圍改變，由此引發(fā)的干擾問(wèn)題對(duì)地方無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)就更加難以處理了。

解決辦法

從以上分析可以看出，民航要徹底消除調(diào)頻廣播對(duì)民航地空通信的干擾是不現(xiàn)實(shí)的，但通過(guò)技術(shù)及管理手段，分區(qū)域采取相應(yīng)的保護(hù)措施，可以把調(diào)頻廣播對(duì)民航地空通信的干擾限制在可容忍的范圍內(nèi)，從應(yīng)用的角度解決干擾問(wèn)題。

培訓(xùn)交流

通過(guò)組織培訓(xùn)交流經(jīng)驗(yàn)，讓從事民航無(wú)線電相關(guān)人員對(duì)無(wú)線電管理、頻譜管理、調(diào)頻廣播及設(shè)備結(jié)構(gòu)與工作原理有更全面的了解，有效提升對(duì)干擾的分析和處置能力，以便能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)干擾點(diǎn)、干擾類型及干擾頻率。

加強(qiáng)審核

在媒體行業(yè)飛速發(fā)展的過(guò)程中，廣播電視媒體的設(shè)置攻略在不斷變大，同時(shí)其天線高、信號(hào)強(qiáng)度大、頻帶寬等特點(diǎn)使得其成為干擾民航無(wú)線電通信的最主要因素之一。為了更好地避免出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)應(yīng)該履行自身的職責(zé)，對(duì)廣播電視媒體的設(shè)備發(fā)射機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的審核，對(duì)其設(shè)備質(zhì)量和應(yīng)用方法進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通過(guò)這樣的方式來(lái)更好地改善電磁環(huán)境，為民航無(wú)線電通信的順暢提供更好的保障。

加強(qiáng)監(jiān)測(cè)

民航建設(shè)無(wú)線電監(jiān)測(cè)網(wǎng)，在需要重點(diǎn)關(guān)注的地點(diǎn)設(shè)監(jiān)測(cè)與記錄設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)調(diào)頻廣播發(fā)射性能與工作狀況，提高處理干擾問(wèn)題時(shí)效。民航組建無(wú)線電干擾監(jiān)測(cè)站，專門執(zhí)行對(duì)空中交通服務(wù)區(qū)域內(nèi)無(wú)線電干擾的信息收集與處理工作，及時(shí)向民航及地方無(wú)委報(bào)告干擾信息，在需要時(shí)到干擾區(qū)域內(nèi)查找干擾源。

加強(qiáng)管理

督促?gòu)V電部門嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定，加大頻率臺(tái)站管理力度，加強(qiáng)廣播電視、電臺(tái)的監(jiān)測(cè)。如果臺(tái)站資料清楚，干擾查出則容易許多。嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)臺(tái)審批制度、加強(qiáng)設(shè)臺(tái)前的設(shè)備監(jiān)測(cè)、加大無(wú)線電監(jiān)督檢查力度是無(wú)線電管理工作的重中之重。此外，黑廣播也是干擾民航通信的一重要原因，無(wú)委會(huì)加強(qiáng)對(duì)黑廣播的監(jiān)控也是避免民航通信受干擾的重要保證之一。

加強(qiáng)宣傳

在民航無(wú)線電通信干擾的發(fā)生原因中，有一部分是由于無(wú)線電臺(tái)的使用者不懂也不了解非法設(shè)臺(tái)的危害[6]。為了更好地避免這種情況，無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)需要不斷強(qiáng)化對(duì)相關(guān)法律法規(guī)以及危害的宣傳，通過(guò)這樣的方式來(lái)讓設(shè)備使用者、銷售者都更好地對(duì)其危害和需要負(fù)的責(zé)任有明確的認(rèn)識(shí)。 以此來(lái)更好地保證人們都可以合理合法地應(yīng)用無(wú)線電的頻率，合法設(shè)置無(wú)線電臺(tái)。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，相關(guān)部門的工作人員可以采用印制發(fā)放宣傳冊(cè)、開(kāi)展培訓(xùn)和宣傳等方式，更好地保證人們規(guī)范使用無(wú)線電。

結(jié)論

綜上而言，解決調(diào)頻廣播對(duì)民航通信干擾問(wèn)題，應(yīng)在充分宣傳的基礎(chǔ)上，建立民航空中交通服務(wù)部門與各個(gè)地方廣電部門及無(wú)線電管理部門信息共享工作關(guān)系，監(jiān)管好設(shè)施的同時(shí)，也著眼于預(yù)防新干擾出現(xiàn)。民航應(yīng)努力搭建和廣電合作的橋梁，使雙方在兼顧對(duì)方利益的同時(shí)提升自身產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)民用航空局.甚高頻地空通信地面系統(tǒng)第1部分：話音通信技術(shù)規(guī)范[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/BZGF/HYBZ/201708/P020170804562203452128.pdf，2016-05-09.

[2]孫清淼.調(diào)頻廣播對(duì)航空通信的干擾及處理方法探究[J].中國(guó)新通信，2019，21（04）：5.

[3]李國(guó)強(qiáng).民航無(wú)線電干擾案例分析[J].中國(guó)無(wú)線電，2004（12）：32-34.

[4]俞建明，張保明.民航導(dǎo)航頻率受廣播臺(tái)站干擾的問(wèn)題分析[J].中國(guó)無(wú)線電，2006（02）：22-23.

[5]張磊.民航地空通信頻率受“黑廣播”干擾影響分析及治理思路[J].通訊世界，2019，26（05）： 29-30.

[6]張彥.民航無(wú)線電通信干擾分析及防范此類干擾的對(duì)策研究[J].數(shù)碼世界，2019（03）：35.