浅谈无线电干扰对甚高频通信的影响及防护论文_李超

浅谈无线电干扰对甚高频通信的影响及防护论文_李超

民航江西空管分局

摘要:近年来,随着人们对航空出行的认可度越来越高,我国民用航空事业的发展也越来越迅速。在民用航空领域,甚高频通信系统有着举足轻重的地位,它是地面与空中机组联系的最直接有效的手段。然而目前空中的电磁环境越来越复杂,航空无线电干扰时有发生,有时会对民航甚高频通信安全造成了很不好的影响。本文就民用航空中无线电干扰的产生原因及其对甚高频通信系统的影响进行了简要的分析,并提出了一些相应的防护措施。

关键字:民航、甚高频通信系统、无线电干扰及防护

一、概述

在分析无线电干扰之前,我们必须要知道什么是民用航空甚高频通信系统。甚高频通信系统是民用航空通信的最重要组成部分之一,是一种无线电通信手段,它的工作的频率范围是118.000MHz 至 151.975MHz,在民用航空通信中,实际使用的频率范围是118.000MHz至136.975MHz,频道间隔为12.5kHZ或25kHz,主要以话音、图像、数据为媒体,通过光信号或者电信号把信息从本端输送至到另一端,为飞机与飞机、飞机与地面台站之间提供了双向话音与数据的通信传输。而无线电干扰则就是指在无线频带内,由一种或多种信号发射、辐射、感应或组合所产生的无用信号,当无线电通信中所需接收的有用信号或者是无线电通信系统的接收设备被这些无用信号所影响时,就会导致有用信号的损坏,输送的消息发生错误或者丢失,无线电通信的性能下降,更严重的甚至有可能会阻断通信。

二、无线电干扰的种类

在民用航空通信中,无线电干扰主要分为七大种类:即同频干扰、邻道干扰、互调干扰、带外干扰、杂乱辐射干扰、阻塞干扰和来自非无线电设备的干扰七大种类。下面我们将对各种干扰产生的原因进行简单的分析。

1、同频干扰

所谓的同频干扰就是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。同频干扰的产生最常见的两种情况,一种是同频复用所导致的干扰。通常为提高频率利用率,在相隔一定的距离以外,有可能使用相同的频率进行通信,当两台或多台发射设备使用同一频率时,如果其中某地的发射设备的发射信号直接进入另一地设备的接收通道,就会导致同频干扰信号的产生。另一种同频干扰是指当民间个人私自使用了民航专用甚高频频率时,附近的甚高频接收设备将有可能会收到民间私人所发出的甚高频信号,导致管制所用信道接收到其他杂音,这将严重影响航空飞行安全。

2.邻道干扰

甚高频设备发射的信号是具有一定带宽的射频信号,如果所发出的信号带宽超出规定的标准,该信号将有可能会对相邻波道所传输的甚高频信号产生影响,这种干扰叫做邻道干扰。邻道干扰又分为两种情况,其中一部分干扰的实际影响与接收机的中频滤波器的选择性以及信号传输距离所带来的损耗有关,而另一部分干扰信号落入被干扰接收机的通带内,接收机的中频选择性对这种邻道干扰无影响 。

3、互调干扰

互调干扰是民航甚高频通信中最常见也是最严重的干扰之一。那么互调干扰时怎么形成的呢?互调干扰的产生主要源自于电路的非线性调制,当两个或者两个以上的干扰信号在同一时间加载到同一部接收机上的时候,在非线性电路的作用下,这两个干扰信号之间将会相互调制出一个新的信号,当这个新调制出的的信号频率接近或者等于有用信号的频率的时候,将会被接收机所接收,产生干扰,这种干扰就是互调干扰。根据干扰源产生的位置不同,我们又可以将互调干扰又分为发射机互调干扰、接收机互调干扰以及外部效应引起的互调干扰三种情况。

(1)发射机互调干扰:顾名思义,干扰产生在发射机中。当多台发射机共用一副天线或者天线位置相近时,它们的射频信号有可能通过电磁耦合或其他途径窜入到其他发射机中,受到这台发射机末级功放非线性电路的影响,多个信号相互调制,产生新的组合频率,如果该频率和某台接收机的频率正好相同,就会对此接收机造成干扰,这种干扰就被称为发射机互调干扰。

(2)接收机互调干扰:接收机的互调干扰是指在两个或多个干扰信号同时进入接收机高放电路或混频器中时,如果这些干扰信号的频率满足一定的关系,就会在接收机前端非线性电路的调制作用下产生互调频率,如果该频率正好处于接收机的中频频带内,就会形成互调干扰。

(3)外部效应引起的互调干扰

如果发信机的高频滤波器、射频避雷器及天线馈线等插件接触不良,或者发信机天线螺栓等金属构件有锈蚀,就会因为非线性作用而出现的互调现象,从而产生互调干扰。这类干扰称为外部效应互调干扰。

4、带外干扰

带外干扰是指发射机设备产生谐波或者杂波落入有用信号通带内所造成的干扰。目前最常见的带外干扰就是广播电台的干扰。广播电台的频率范围为88MHZ-110.9MHZ,与民航专用频段接近,同样是甚高频频段,传输特性一样,很多广播电台设备的滤波功能不好或者没有安装滤波器,功率设置也较大,一般在几百上千瓦,其产生的谐波杂波如落入民航专用频段内,就会产生带外干扰。

5、杂乱辐射干扰

杂散发射干扰是指由发射机发射出的杂散信号所造成的干扰。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆杂散发射是指必要带宽之外的各种杂波,其发射电平可降低而不致影响相应信息的传输,包括除带外发射外的互调产物、寄生发射、谐波发射及变频产物等。

6、阻塞干扰

阻塞干扰是指接收机在接收较弱的有用信号时,受到一个强干扰信号的干扰,使接收机链路的非线性器件饱和,产生非线性失真。如果只有有用信号,在信号过强时,也有可能会产生振幅压缩现象,严重时会发生阻塞现象。阻塞会导致接收机无法正常工作,长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降。

7、来自非无线电设备的干扰

来自非无线电设备的干扰:这部分干扰主要来自工业、科学、医疗设备、电气化运输系统、高压电力线及其他电器装置产生的无线电波辐射。

三、预防无线电干扰的措施

1、同频干扰

解决同频干扰的问题,我们可以合理规划通信网络的频谱资源,在安装甚高频无线电台时应充分了解周围的电磁环境,减少同频复用导致同频干扰的可能性。;调整发射机的发射功率,不宜过大,满足所需服务区覆盖即可,调整天线高度、天线方向等,尽量避免无用信号的接收。 相同频率在相邻的行政区里可以采用不同的天线极化方式,在边界三到五公里处我们应使用同轴电缆进行传输,国家也应制定严格的频率使用规范,严格把控民间无线电的使用,保障无线电环境清洁,降低同频干扰的可能。

2、邻道干扰

为减少邻道干扰的影响,我们平时可以加强对甚高频设备的状态巡视监控,定期对设备性能进行测试维护,提高接收机的中频选择性,另外设备安转时应注意天线之间的间距,减少邻道干扰 。

3、互调干扰

对于互调干扰,我们同样分为三种情况来分别应对。

(1)发射机互调干扰:预防及减轻发射机互调干扰,我们应尽量增大发射机之间的耦合损耗;当各发射机使用不同的天线时,可以加大各根天线间的间距。还可以通过在发射机的输出端接入带通滤波器,滤除杂波,来增大频率隔离度;在安装布线时,尽量不要让馈线之间靠的太近或者平行铺设,避免线路干扰;通过改善发射机末级功放性能来提高发射机的线性动态范围;如各发射机使用同一根天线,那可以在各发射机与天线之间插入单向隔离器。

(2)接收机互调干扰:为预防接收机互调干扰,我们可以在在接收机的前端加入衰减器,降低干扰信号电平;采用具有平方律的高放和混频器器件,比如说结型场效应管和双栅场效应管等,以此来减少接收机射频的非线性功能;使用具有良好的选择性接收机输入回路,比如说可以采用多

级调谐回路来减少强干扰进入高频放大电路。

(3)外部效应引起的互调干扰:这类干扰受外部环境影响较大,因此我们应实时监控设备及环境状态,保障设备机房有稳定合适的温湿度,定期检查零部件及天线部分接触是否牢靠,是否有接触不良的现象。一经发现,及时维修,避免损失。

4、带外干扰

目前对于带外干扰没有太过于有效的手段来预防,我们只能实时监控信道,一旦发现有干扰,及时记录干扰特征,上报相关单位检查干扰来源,保障航空安全。

5、杂乱辐射干扰

杂乱辐射干扰一般分为发射机寄生辐射和接收机寄生响应两类。 对于发射机,尽量提高发射机的倍频器的滤波特性,减少倍增器级,提高各级倍频器输出回路的选择性。改善各级倍频器屏蔽隔离水平,减少相位检测器泄漏等; 对于接收机,要提高其邻道选择性。

6、阻塞干扰

对于阻塞干扰现象,我们可以通过提高发射功率、改变天线位置、增加天线高度等来解决。

7、来自非无线电设备的干扰

对于此类干扰国家已在《中华人民共和国无线电管理条例》中做出严格规定,相关部门也应做好预防监督措施,减少干扰。

结束语

现如今,随着社会的发展,民航作为最舒适快捷的出行方式已被越来越多的人所接受,居安思危,作为一个民航人,保障旅客出行安全不但是一种口号,跟要落实到行动上。在空中无线电环境越来越繁忙的今天,无线电干扰已成为民航安全的重大危险源之一,本文通过对常见的几种干扰产生的原因及防护措施进行了简单的分析,希望能对民航事业的建设尽一份绵薄之力。

参考文献:

[1]陈敬华,《浅析常见的几种无线电干扰》,企业技术开发,2013年第11期

[2]周小涛,《甚高频互调干扰抑制措施》,基层建设,2017年第九期

[3]朱旭,《民航甚高频无线电干扰浅析》,空中交通管理,2011年第九期

论文作者:李超

论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期

论文发表时间:2018/6/4

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