民航空管甚高频通信干扰的分析和预防
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摘 要 甚高频通信是飞机飞行过程中的主要通信方式，也是民航空管进行飞行管控的手段，常用于飞机与飞机、飞机与地面之间的信息传递。近年来由于无线设备的普及，甚高频通信也受到了各种无线电波的干扰，严重威胁航空安全。本文首先分析了干扰的来源，然后提出了相应的预防措施。
关键词 甚高频通信;干扰;安全;预防
前言
在经济快速发展的国情下，我国的航天航空事业蓬勃发展。为满足市场需求，大量的飞行设备被投入使用，航空安全也成为社会关注的重点。而由于无线通信技术的广泛使用、电波之间相互干扰的特性及复杂的通信环境，甚高频通信也受到了严重的干扰。甚高频作为飞机通信的主要方式，一旦受到干扰，將会影响飞机飞行时的信息传递，导致飞机无法及时获取地面和其他航班的信息，会严重威胁飞机的飞行安全[1]。所以如何预防甚高频通信受到的干扰对于保障飞机的飞行安全具有重大的意义。
1 干扰的分类
（1）来自相同频率的信号干扰。即当信号接收设备接收到相同频率的信号时，由于两种信号相互调制，而对有用信号产生的干扰。此种干扰称为同频干扰。航空管制单位为了避免切换通信频率太过频繁而导致通信操作上的失误，在一个管区内一般只使用一种频率，易导致同频干扰的发生。
（2）接收机同时接收到多个信号而产生的交叉调制干扰。即当接收单位接收到有用的电波和无用的电波时，由于接收单位无法正确判定信号是否有用或是否应该接受接收时，会出现交调干扰的现象。一般当两种信号都是由音频调制而成时，可能会发生这种现象。此种干扰称为交调干扰。
（3）几个不同频率的电波在一定的情况下会产生新频率的电波而产生的干扰。例如当接收电路（含非线性元件的电路）时，电波会相互调制产生新的电波。当产生的新的电波与所需的有用电波的频率相同或者相近时，会对原本的通信系统造成严重的干扰[2]。此种干扰称为互调干扰。
2 干扰的产生原因及预防措施分析
2.1 同频干扰的原因及预防措施分析
（1）同频干扰的原因分析。同频干扰是因为在一个区域内同时使用多个相同频率的通信信号。在一个航空管制扇区使用多个不同频率的通信信号，在通信时难免需要多次切换使用频率。通信频率的频繁切换会导致通信的失误率变高，所以在同一个管制区域内一般避免使用多个不同的频率。而为了简化操作，方便管理，同一个航空管区仅使用一种通信频率。例如黑龙江的航空管制区，在其管区内有多个控制台，并且统一使用相同频率。管制信号一般是群发给多个控制台以确保信号的覆盖整个管制区，所以当飞机处于两个控制台的信号覆盖区的交叉地带时，飞机会同时接收到两个频率相同的信号而造成同频干扰。由于飞机与控制台之间一直存在相对运动，所以会导致发出的信号与飞机接收的信号产生频率差，亦会对飞机信号造成干扰。
（2）同频干扰的预防分析。为了避免同频信号源对飞机造成的信号干扰需要对信号设置频率偏移。利用频率偏差可以帮助比选器比较判定选择有用与无用的信号源，以保证飞机位于控制台信号辐射范围交叉区域时不会造成信息混乱[3]。为了使干扰信号在所需信号的频宽范围之外，存在信号交叉区域的控制台之间的频率偏移要保证在4KHz之上。
2.2 交调干扰的原因及预防措施分析
（1）交调干扰的分析。当无用信号与所需信号同时作用于含有非线性原件的电路中时，无用信号的频率会受到电路结构的影响，并且与本来的信号混合互相影响后产生新的信号，产生交调干扰。此种干扰的主要表现为无用信号的可听度与所需信号的信号可听度一致，即当接收机调幅在所需信号的频宽范围内时，无用信号的可听度高;当接收机调幅在所需信号频宽范围外时，无用信号的可听度低，并且随着所需信号的减弱而减弱甚至消失。
（2）交调干扰的预防分析。交调干扰的产生的两个必要条件：一、接收电路中含有非线性电器元件;二、接收单位收到无用信号。所以预防交调干扰需从两方面进行改善。一是改善接收机的接收电路，降低非线性特性对信号的影响;二是加强接收单元的筛选能力，让接收单位能够准确地分辨出信号是否有用，并将干扰信号拒之门外。只有针对干扰产生的根本原因，才能从根源上预防交调干扰的产生。
2.3 互调干扰的原因及预防措施分析
（1）互调干扰的产生分析。互调干扰的本质是由于多个不同频率的信号受到电气元器件（一般为放大器或混频器）的高次非线性特性的影响下而产生的新的频率的信号对有用信号造成了影响[4]。交调干扰又可以细分为发射装置互调产生的干扰和接收装置互调产生的干扰。①发射装置互调产生的干扰。当一部信号发射装置同时收到其他多部发射装置发射过来的信号时，多个信号会在发射装置内部电气元器件的非线性特性影响下相互混合影响并产生无用的信号，再由发射装置发出给其他的接收单位，因此对有用信号造成干扰。②接收装置互调产生的干扰。当一部信号接收装置同时接收到多个不同频率的信号时，这些信号会受到接收装置前端电路的非线性特性影响产生无用的信号，如果新信号的频率的频宽符合有用信号的频宽要求，就会使接收装置接收到错误无用的信息。
（2）互调干扰的预防分析。根据互调干扰的产生的原因，预防互调干扰的产生需要从发射及接收两个角度来预防。
第一，避免发射装置接收到无用的信号，可以从以下角度考虑：①发射装置之间必须保证足够的物理距离，以降低发射机之间的互相影响。或者利用高Q值谐振墙体以屏蔽无用的信号;②合理地设置甚高频的通信频率，利用频宽的限制帮助发射装置区分有用与无用的信号，以防止无用的信号进入发射装置电路与有用的信号相互调制，产生互调干扰;③在发射装置上加装单向隔离设备，阻止其他的信号进入发射信道。
第二，避免信号在接收装置内发生互调，可以从以下角度考虑：①在接收装置上增加信号过滤装置和衰减装置，过滤无用的信号或降低无用信号的强度，以减少互调信号的产生;②合理地选用信号组，在同一管区内选择不易发生互调的信号组。即便接收设备同时接收到多个信号组的信息，由于几组信号不会发生互调，就不会产生新的互调信号对有用信号产生干扰以减少工作信号互相之间的干扰。 3 甚高频通信干扰的预防措施
根据无线事业的发展状况以及实际的工作环境，虽然静噪门限的调整能够在一定程度上影响到干扰的程度，但却会影响接收装置的灵敏度。门限太高，干扰程度低，则接收装置的灵敏度也会降低;反之，则会导致抗干扰能力降低[5]。因此首先排除了利用调节静噪门限来减弱干扰强度的方法。需要排除干扰需要从两个方面进行解决：第一减少甚至杜绝干扰信号源;第二改善甚高频设备。根据以上两点可提出以下几个预防措施：
①查禁违规电台。违规电台由于没有按规定使用相应的通信频率或在未经允许的范围内使用，而导致对甚高频通信造成了干扰。但因一些简易的电台具有搭建容易、移动方便的特点，所以难以受到有效的监管。国家需要加大对电台监管方面的投资，增加人力、物力，增强举报及违规的奖惩力度;②避免设备内部干扰。增加对工作人员的专业能力培训，提高其工作熟练度，使其能及时合理地利用操作来消除干扰。同时需要定时定点对设备进行巡查，以保证及时发现设备的问题并维修。在设备上增加过滤及抗干扰设备，隔离或减弱干扰信号。③避免外部环境干扰。机场内无论是机场的工作，还是对机场的维护都需要大量的电子仪器，这些电子设备或多或少都会发出电磁波，对通信环境造成破坏。所以机场内部使用仪器时一定要注意避免对通信造成干扰，为飞机通信建设良好的外部环境。
4 结束语
由于社会的发展及需求，无线设备已经广泛地应用于我们的生活当中。随处可见的无线设备，在为我们的生活带来便利的同时，也使得电磁环境变得相当复杂。甚高频通信除了受到文中所提到的几种干扰外，还时刻受到来自其他干扰源的影响。甚高频通信作为航空管制的主要通信手段，与飞机的飞行安全具有紧密的联系。综上，分析甚高频干扰的原因及预防甚高频干扰也是无线技术发展的重要部分，并且与航空安全息息相关。所以在推动无线技术发展的同时，也必须完善对甚高频通信干扰的预防措施，才能确保飞机飞行过程中通信及时及航空安全。
参考文献
[1] 杨春盼.民航甚高频地空通信电台干扰及预防办法分析[J].数字通信世界，2018，（5）：113，117.
[2] 彭奕青.浅论民航空管甚高频通讯干扰及解决方案[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2017，（1）：181-182.
[3] 尹涛.甚高频通信互调干扰分析及抗干扰措施[J].科技尚品，2017，（8）：191-191.
[4] 冯微微.关于解决民用航空中甚高频通讯互调干扰问题的建议[J].科技展望，2017，27（21）：181-153.
[5] 刘多娇.提高民航甚高频通信系统可靠性的研究[J].中国新通信，2017，19（8）：22-22.
作者简介
许超（1990-），男，四川省中江县人;学历：硕士，助理工程师，研究方向：空管工程技术。
王斯篤（1991-），男，四川绵阳人;学历：大学本科，助理工程师，研究方向：空管工程技术、空管SMS。
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