摘要：随着民航事业突飞猛进的发展，飞行流量、飞行密度不断增加，对管制部门要求越来越高的同时，对甚高频通信质量的要求也不断提高。甚高频地空通信是空管系统对航空器实施有效空域管制的重要手段。随着国民经济的快速发展，民用电子设备的广泛使用，无线电台站的不断建设，使得无线电磁环境日趋复杂，民航甚高频频段受到各种干扰比较严重，特别是互调干扰已经成为危害航空通信安全的重要原因。
关键词：民航；甚高频地空通信；互调干扰；通信安全
民航专用无线电频率遭受干扰，给航空安全带来极大的威胁。通过这几年来对民航通信干扰的事件查处情况来看，受民航无线电频段使用范围、机载无线电设备的特性影响，造成干扰的主要设备有以下几种：无线寻呼发射机，大功率无绳电话、广播电台、电视台发射机，民航内部指标不合格的设备等。
广播电台是管制员机组经常反映的一种干扰，广播电台普遍采用调幅（AM）制式，为了增大覆盖范围，发射台站多数建在高山或空旷地带，环境恶劣，受地域或经费制约，多部发射机常常共用一副天线，同时还存在设备杂、功率大、性能不稳定，天线共用器隔离不良，设备超负荷工作等现象。再加上个别用户为了加大覆盖范围，擅自增大发射功率，改变核定发射参数等人为因素，一些广播电台由于设备老化等原因也造成很大影响，虽然广播电台工作在非航空专用频段，但由此产生的杂散波、谐波、互调信号，多种复杂的频率组合，导致民航专用频段电磁环境恶化，这就给干扰信号的分析增加了很大的难度。
1.干扰类型的介绍
1.1互调干扰
互调干扰是由传输信道中的非线性电路产生的。例如，当两个或者多个不同频率的信号同时输入到非线性电路时，由于非线性器件的作用，会产生许多谐波和组合频率分量，其中与所需信号频率W相接近的组合频率分量会顺利地通过接收机而形成的干扰，这就是互调干扰。一般来说，多个频率不同的信号作用于任何一个非线性电路中都会产生许多组合频率的信号。互调干扰又分为发射机互调干扰和接收机互调T扰。
1.2交调干扰
如果接收机前端电路的选择性不好，使两个用音频调制的信号同时进入接收机，到达高频级的输入端，在变频器非线性特性作用下，干扰信号的调制信号转移到有用信号上，这样在中频回路中无法滤除这个干扰。此干扰称为交调干扰。
1.3副波道干扰
有外部干扰时，如果这个干扰信号能够通过变频器的某个寄生通道变换为中频，那么这个干扰信号就称为副波道干扰，或寄生波道干扰。它也是民航常见的一种干扰类型。
1.4同频干扰
所谓同频干扰，即指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。即干扰与被干扰信号频率相同，不过对于民航国家批准的在用频率是相当严格的，所以一般源自于发射机配置错误或者发生故障，以及一些电子设备发出来不应该有的信号以及发射机信号谐波。
1.5邻道干扰
所谓的邻道干扰就是相邻的或相近频道的信号互相干扰。民航使用的VHF，频道间隔是25KHz。然后调频信号的频谱是很宽的，理论上说，调频信号含有无穷多个边频分量，当其中某些边频分量落入邻道人接收机的边带内，就会造成邻道干扰。
2.有效预防和排除抑制干扰减少互调干扰的措施
互调干扰的产生需要具备三个条件：第一要有非线性电路；第二干扰信号能够进入非线性电路；第三互调分量的频率要等于接收机的工作频率。以上三个条件只要一个不能满足就不会产生互调干扰，因此我们采取措施的方法要从上述三个方面考虑。
2.1对于减少发射机互调干扰采取的措施（1）各发射机分用天线时，要增大天线间的水平，垂直隔离距离，避免馈线互相靠近平行敷设；在重庆尤其要注意管制楼和航管楼的天线距离；（2）在发射机的输出端接入高Q带通滤波器，增大频率间隔；（3）发射机末级功放的性能要好，提高起线性动态范围。
2.2对于减少接收机互调干扰采取的措施（1）高放和混频器宜采用有平方律特征的器件（如结型场效应管）；（2）接收机输入回路应有良好的选择性，如采用多级调谐回路，以减少进入高效的强干扰；（3）在接收机的前端加入衰减器，以减少互调干扰。
2.3对于减少外部效应引起的互调干扰（1）改良金属件的接触情况；（2）采取防锈处理；（3）设备间有良好的环境。减少同频干扰和邻道干扰的措施：调整信道和增加信道间隔。现在频谱分配越来越拥挤，频点越来越紧密，系统发射信道的边带噪声干扰甚至阻塞邻近系统的接收信道的可能性越来越大。发射机带来的过载，发射机任一频点的信号过强会导致邻近系统的过载。用接收天线上安装滤波器衰减过载信号来解决。为了减少邻道干扰除了提高收发频率稳定度和准确度以外，还要求发射机的瞬时频偏不超过最大允许值（如5KHz）。为了保证调制后的信号频偏不超过该值，必须对调制信号幅度加以限制。通常，在调制信号的输入电路加入一瞬时频偏控制电路。它主要由放大、限幅和滤波三部分组成。其中限幅器的作用是防止产生过大的频偏。同时，为了防止限幅器产生高音频谐波分量，在限幅器产生高音频谐波分量，在限幅器之间插入一锐截止的低通滤波器，以抑制3KHz以上的音频分量。为了减小同频干扰，必须在接收机输入端有用信号电平与同频道干扰电平之比大于某数值，该数值称为射频防护比，由于同频干扰影响与调制制度及频偏有关，因此在不同信号和不同干扰的情况下，射频防护比不同。
3.甚高频地空通信系统常见故障节点及处置方案
3.1甚高频设备自身故障由于民航通信的特殊性，甚高频设备基本处于不停机连续工作的状态，因此设备自身的稳定性和可靠性决定整个系统的可靠性和稳定性，笔者简单介绍一下常见设备故障现象和排查方式。现在国内民航主流的三大甚高频设备RS、PAE及OTE的故障都可以通过监控系统，或者设备面板指示灯及设备自检提示进行排查。
图1 3.1.1发射部分故障经工作多年的经验，发射机容易损坏的故障模块为电源模块和功放模块，通过查看设备面板的电源指示灯结合设备自检，根据自检提示，基本可以对故障进行定位，将故障模块更换后，故障基本可以得到解决。图1VHF共用系统如果不是发射机内部模块故障，那就需要对系统进行测试，判断其余故障节点。其常见方法为：首先设置大功率，按下PTT后监视功率输出，如果显示在50W上，则发射机正常，射频系统连接正常；短路发射机机架后相应信道的接线板1a和8a（PTT遥控发射），发射机前面板应有功率显示发射机系统本地基本正常；如果发现输出功率偏低，可用一根射频电缆将发射机射频输出与天线电缆直接连接后发射功率，同时监控VSWR显示，大于3即为不匹配，此时可基本判断是天馈系统故障，见天馈系统故障排查。
3.1.2接收部分故障接收部分的内部故障一般都可通过开机自测和在线自测功能，将接收机故障在显示屏上显示出来，根据自检提示，基本可以对故障进行定位，将故障模块更换后，故障基本可以得到解决。现场还可以通过发射系统发射（本地监控软件）或用Becker机发射，看接收机相应信道是否有信号指示和话音或单音输出来判断是否为接收机本身故障。
3.2甚高频天馈系统故障天馈系统作为甚高频通信的重要组成部分，其基本功能是辐射和接收无线电波，天线、馈线常年位于室外，饱受风吹、日晒、雨淋，极易因为环境影响而受到损坏，减低通信效果，因此需要定期对天馈系统做测试性维护，主要是通过矢量网络分析仪测量天馈系统的驻波比，民航甚高频要求单机VSWR不大于1.5，共用系统VSWR不大于2，一旦发现反射功率增大，驻波比升高，应对天馈系统做全面检查。天馈系统可以从防水、射频线和接头的连接、射频线本身是否损坏等方面依次进行检查。
3.3传输故障国内甚高频系统主要以遥控台形式实现，甚高频遥控系统主要分为三个部分：本地端、遥控端、传输链路。其中本地端一般为内话、VHF遥控盒设备以及传输复用设备，遥控台一般为VHF电台设备等设备和传输复用器设备，传输链路部分一般包括光缆、微波或运营商传输网络以及相关传输终端设备和中继设备。在实际使用中，通过本地端的内话设备或遥控盒设备的控制信令（PTT，SQL）实现远端VHF设备话音的接收和发射，因此传输系统故障也是常见故障之一。常见传输系统故障主要为传输链路故障、传输设备故障以及传输设备与甚高频设备及内话设备的匹配问题。传输链路故障和传输模块故障，可以通过传输设备的自身指示灯进行排查和判断，如果传输链路故障，可以联系网络运行商进行处置，如果为传输设备自身故障需对故障模块进行更换。比较复杂的是传输设备与甚高频设备及内话设备的信令匹配问题，民航传输设备的信令我们采用的是E&M控制信令，必须和甚高频设备及内话设备的信令PTT，SQL信令进行匹配才能实现话音的连续传输，因此我们必须把握在本地端内话设备或遥控盒设备的PTT线与复用器的M线相连，内话设备或用户端设备为主控方，传输设备为被控方；而讨论内话设备和遥控盒设备的SQ线与传输复用器设备的E线相连时，传输设备为主控方，内话设备和用户盒为被控方，在遥控端情况恰好相反这个原则。明确了这个关系就可以根据实际情况判断解决系统的故障节点。
4.结束语
干扰问题一直是大家最为关注的问题，关于这方面的研究和探讨也很多，除了积极地了解干扰的基础知识以外，在实际工作中我们更要以实际干扰情况来寻找有效的抑制方法，同时贵州这边也与地方的无委保持长期有效的联系机制，遇到干扰都会及时通知无委共同排查干扰，解决问题。在民航的通信系统中解决无线电干扰仍是工作中需要重视的问题之一，然而无线电波的特性有决定了无线电干扰的不可避免性。从安全角度考虑，任何有害干扰都有可能对飞行安全造成严重威胁，充分了解无线电干扰现象发生的根本原理，针对不同的类型进行不同的预防和维护措施，是有效减少干扰的方法之一。
论文作者:赵琰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
标签：干扰论文; 设备论文; 甚高频论文; 发射机论文; 信号论文; 故障论文; 接收机论文; 《电力设备》2019年第3期论文;