探讨航空无线电干扰分析与应对措施
高啟平 李阳
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高啟平 李阳,. 探讨航空无线电干扰分析与应对措施[J]. 中国航空航天科学,20227. DOI:10.12721/ccn.2022.157170.
摘要: 随着社会经济的不断发展,人们出行的方式也在发生着巨大的变化,航空航天技术的发展极大地方便了人们的出行,也缩短了两地之间的距离,在航空业务发展的过程中,航空无线电的业务也在迅猛增长,这对于机载设备和地面设备的要求都在提升,但是频率的干扰与冲突的问题却影响着航空无线电业务的进一步发展。鉴于此,本文以航空无线电技术当前的应用现状为基础,分析了无线电领域的干扰应对策略,期望对航空通信安全有所帮助。
关键词: 航空;无线电干扰;应对措施
DOI:10.12721/ccn.2022.157170
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引言:随着无线电通信的快速发展,电磁环境日益复杂,民航无线电导航频率受干扰事件时有发生,危及航空飞行安全。目前,保障航空通信安全已成为无线电监测的重要工作。飞机飞行在2~10k m高空,其无线电信号覆盖的地域纵横几百公里,加之飞机飞行速度快,投诉的位置可能存在一定的误差,准确判断干扰源所在的地域比较困难。干扰出现的时间、区域、性质的不确定性,导致查找航空无线电干扰难度大、成本高。因此,科学进行航线无线电干扰分析,及时采取必要的应对措施,对于排除民航干扰、保障飞行安全具有重要作用。

一、航空无线电技术概述

无线电波是在自由空间传播的电磁波,利用无线电波作为信息传输载体的通信技术我们称之为无线电技术。在无线电通信系统中,发射端电流的变化引起电磁场的相应变化。调制后这些变化的信息被加载到电磁波中。在接收端接收到信号后,对由电磁场控制的电流进行解调,从而得出发射端所要表达的信息。由于是电磁波在自由空间进行传播的,会受到各种外部因素的影响,这些因素往往会降低通信质量,甚至导致通信故障[1]。航空无线电的主要频率很多,其中包含了:信标、测距仪、控制通信、航空管理通信、航站自动信息服务、紧急遇险通信、地对空数据链路通信、高频天气广播、雷达。无线电干扰会损坏机载无线电设备、航空器信号传输系统、干扰地对空通信、干扰正常的交通指挥和地面导航台信号,直接影响航空飞行安全。

二、航空无线电干扰原因分析

按照干扰源的性质来分,无线电干扰除了自然干扰外,其中绝大多数来源于人为干扰。航空移动通信频率经常遭受来源于地面的各种无线电信号干扰,一类是无线电设备干扰,如调频广播电台、大功率无绳电话等无线电台;另一类是工、科、医等非无线电设备干扰,如有线电视信号泄漏、工业射频烘干设备等。

非无线电设备产生的干扰特征比较明显,一般情况都是一定强度的无用信号落在航空电台接收带宽内造成同频干扰,容易识别查找。无线电发射设备对航空电台产生的干扰原因比较复杂,主要有以下几种:同频干扰、邻道干扰、杂散发射干扰、发信机的互调干扰、接收机的互调干扰等等。在航空干扰排查中,最让人难以判断的是接收互调干扰。由于条件所限,我们不能开展航空电台接收互调干扰的排查验证工作,要判定是不是航空电台接收互调干扰,主要依据接收机的互调抑制比来判定,一是互调频率的计算,频率要满足形成互调的条件;二是互调电平的计算,形成互调信号的功率电平要大于接收机的门限值。通过理论计算,以上两个条件都成立,那么,可以通过破坏其中一个条件,看航空电台是否还有干扰存在。

三、航空无线电干扰应对措施

(一)健全无线电干扰查找流程

解决无线电干扰问题的前提是找到干扰源。无线电干扰检测的步骤可以概括为:一听、二看、三计算、四跟踪和五测量。听是用耳朵来判断某一频段是否有干扰。如有干扰,应及时记录时间、内容、声音等信息,并作为干扰源的波形和频谱。确定干扰的类型和特性,进行理论分析和计算,如利用空气中无线电波的路径损耗公式,计算出多个可能的干扰频率,然后进行同步跟踪,即利用理论频率观察干扰信号。当与干扰信号同时出现时,该信号可视为干扰源之一;测量是指干扰信号的方向测量。它主要有固定方向测量、车载方向测量和手持方向测量,可以定位干扰源的具体位置[2]。

此外,也可以从技术与管理两个层面采取关键性措施。首先,从技术层面着手。自动化管理系统可自动完成外部干扰的排查,其干扰解决原理为切断电磁波传播途径。其一,滤波技术。滤波技术依托专业滤波仪器,对电磁波传播过程进行控制。低通滤波器可分为无源集中参数元件滤波器和同轴吸收滤波器,两种滤波器各有优缺点,可根据航空无线电干扰处理需求适当选择,将滤波器安装至目标设备,即可阻断电磁波传播渠道。其二,屏蔽技术。屏蔽技术可降低电磁波向外部磁场的穿透力,进而降低电磁干扰。干扰源对敏感元器件的干扰需要借助一定传输介质才能完成,屏蔽技术可看作在传输途径上设置障碍,阻断电磁波使其无法作用于敏感元器件。屏蔽技术可分为静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽,其选择也要依照实际需求进行。例如,电磁屏蔽使用小电阻金属丝,对电磁波进行消化处理,屏蔽电磁干扰。其三,接地技术。接地技术将易发出干扰信号的设备进行接地处理,将干扰电流导入到大地中,以从根源上避免发生无线电干扰。经检验,接地技术抗干扰效果更为明显。其次,从管理层面着手。第一,常态化落实无线电干扰排查工作,将其作为航空空管的重点任务,加大干扰排查频率,严格监控通信设备运行情况。第二,引入自动化管理系统,自动挖掘无线电干扰信号,并给出报警提示。同时,自动化管理系统还具备无线电信号测向及定位功能。管理系统中包括测向控制处理显示模块及信号处理模块,配合高灵敏度测向信号接收机及测向天线,可准确给出干扰信号方向进行。系统的一点定位及动态定位功能还可给出干扰信号的大致位置,为干扰源监管理工理论依据。其中,一点定位指借助同一测向站定位电波;动态定位接收多个测向站的数据,集中处理、分析后给出无线电波位置信息。

(二)完善航空无线电专用频率管理

首先,有关部门应制定完善的法律法规,加强对航空无线电频率的保护;二是,有关单位要加强自我管理,加强法制建设和宣传教育,严格按照有关规定办事;最后,电信运营商应做好技术验证工作,确保网络中无线传输设备的技术参数正常,停止使用大功率无绳电话,发现问题及时纠正。同时,配合一定的宣传和执法手段,向群众强调无线电环境安全的重要性,普及无线电设备的合理、合法应用方式。对违反无线电法规的行为,依法处理。

(三)强化航空系统内部设备管理

对航空系统内部工作制度、流程进行规范,严格把控内部通信设备选型、安装、运行调试等工作质量,确保通信设备各项技术参与及运行效果满足航空通信要求。做好设备日常维护、管理工作。例如,结合航空通信系统设备配置情况,合理制定日常维护、检修工作方案及流程,并加强对维修管理人员的技术培训,依照要求开展设备检修工作,避免出现人为失误[3]。航空管理部门应与设备维管部门建立有效沟通渠道,准确掌握通信设备采购、维修、运行情况信息,加大设备更新改造力度,设置专项资金,避免因设备使用时间过长、元件老化导致无线电通信质量降低。

结束语:总之,时代发展的今天,航空设备作为我们出行的交通工具已经与我们的生活越来越密切了,在深入分析航空无线电干扰产生原因和类型的基础上,提出了健全无线电干扰查找流程、完善航空无线电专用频率管理、强化航空系统内部设备管理等关键措施,对防止航空无线电干扰具有一定的参考意义。

参考文献:

[1] 张涵中. 探讨航空无线电干扰分析与应对措施[J]. 中国新通信, 2020, v.22(09):96-96.

[2] 薛涛. 航空无线电干扰因素分析与应对措施[J]. 经济技术协作信息, 2019(1):66-66.

[3] 郑灿河. 几种常见航空无线电干扰源分析及应对措施[J]. 数码世界, 2018(9).