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民航航空导航信号干扰因素探析

梁东杰

民航河北空管分局,河北石家庄,050000

摘要: 本文主要探讨影响民航航空导航信号稳定性的因素,文章首先介绍常见的导航信号干扰类型,包括互调干扰、邻频道干扰、同频干扰和带外干扰。然后,文章分析这些干扰产生的原因,包括设备因素、人为因素、维护因素、自然因素、人为干扰和电磁环境变化等因素。最后,文章提出应对这些干扰的措施,包括加强设备的线性动态范围管理、采用频道隔离和频道管理措施、采用滤波和频谱管理措施以及加强电磁兼容性管理和协调等,为相关研究人员提供参考。
关键词: 民航航空;导航信号;干扰因素
DOI:10.12721/ccn.2023.157245
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在民航航空领域,导航信号的稳定性对于飞行安全具有至关重要的意义。然而,多种因素可能干扰导航信号的接收和传输,进而影响飞行安全。为了减少各种干扰因素的影响,需要深入了解,并提出对策。

一、民航航空导航信号常见干扰类型

(一)互调干扰

互调干扰是指两个或多个信号在非线性设备中相互作用,产生新的频率分量,这些新的频率分量可能落入航空导航系统的接收范围内,从而对系统造成干扰[1]。这种干扰通常发生在无线电通信设备中,如收发信机、雷达等。互调干扰不仅影响导航信号的接收效果,还可能导致信号失真和通信中断等问题。

(二)邻频道干扰

邻频道干扰是指相邻频道的信号相互串扰,使得本来应该接收的频道被相邻频道的信号所干扰。这种干扰通常是由于无线电设备的频率分配不当或者频道之间的保护带不够宽导致的。在民航航空领域,邻频道干扰可能会对飞机与地面控制中心的无线电通信、雷达信号接收等造成影响。

(三)同频干扰

同频干扰是指同一频率的信号在相同的地理位置或者不同的地理位置上相互干扰,这种干扰通常是由于相同频率的无线电设备在同时使用时产生的[2]。在民航航空领域,同频干扰可能会对飞机与地面控制中心的无线电通信、雷达信号接收等造成影响,导致信号质量下降或者通信中断等问题。

(四)带外干扰

带外干扰是指无线电设备发射的信号带外部分对其他无线电设备的干扰,这种干扰通常是由于无线电设备没有进行适当的滤波或者频谱管理导致的。在民航航空领域,带外干扰可能会对飞机与地面控制中心的无线电通信、雷达信号接收等造成影响,导致信号质量下降或者通信中断等问题。

二、影响民航航空导航信号的主要原因

(一)内部原因

一是设备因素,导航信号接收设备故障或性能下降,如天线受损、接收器灵敏度降低等,可能导致信号接收质量下降。此外,设备配置不当,如频率设置错误、滤波器设置不当等,也可能对导航信号造成影响[3]。二是人为因素,飞行员或空中交通管制员的操作失误可能导致导航信号受影响。例如,飞行员在手动输入频率时可能发生错误,导致信号发送或接收异常。空中交通管制员在协调飞机之间的飞行计划时也可能出现失误,导致导航信号混乱。三是维护因素,导航设备的日常维护和保养对于其正常运行至关重要。维护不当可能导致设备性能下降,如积尘、老化等,进而影响导航信号的接收和传输。

(二)外部原因

一是自然因素,恶劣天气条件如雷暴、大雾、电磁暴等可能干扰导航信号的传输。此外,地理环境也可能对导航信号产生影响,如高山、大型建筑物等可能阻碍信号传播。二是人为干扰,非法干扰、无意干扰等可能对导航信号造成影响。例如,未经授权的无线电设备可能干扰民航无线电通信,导致导航信号异常。此外,相邻频带的信号也可能相互干扰,影响导航信号的接收效果。三是电磁环境变化,现代社会中,电磁环境变得越来越复杂。城市中大量的电子设备和通信网络可能产生电磁干扰,从而影响导航信号的接收和传输。四是频率资源问题,有限的无线电频率资源在许多应用领域如通信、雷达、导航等共享使用时,可能会出现频率冲突。这种频率资源问题可能导致导航信号受到干扰。合理规划和分配频率资源是避免此类问题的重要手段。

三、民航航空导航信号干扰管控对策

(一)加强设备的线性动态范围管理

互调干扰通常是由于设备的非线性特性引起的,因此加强设备的线性动态范围管理可以有效减少互调干扰的发生。具体措施包括:合理设置设备的发射功率、采用线性放大器等设备、对设备进行定期的检测和维护等。

(二)采用频道隔离和频道管理措施

邻频道干扰和同频干扰可以通过采用频道隔离和频道管理措施来减少,具体措施包括:合理设置无线电设备的频率、增加频道之间的保护带、采用跳频技术等[4]。此外,在建设新的无线电设备时,应该进行全面的电磁兼容性分析,依照实际情况采取对应措施,以避免新的设备对已有的设备造成干扰。

(三)采用滤波和频谱管理措施

带外干扰可以通过采用滤波和频谱管理措施来减少,具体措施包括:在设备的发射端和接收端采用滤波器、对设备的频率进行管理、采用跳频技术等。此外,设备的生产厂家也应该提高设备的频率稳定性和抗干扰能力,以减少带外干扰的发生。

(四)加强电磁兼容性管理和协调

为了减少各种导航信号干扰的发生,需要加强电磁兼容性管理和协调。具体措施包括:制定和执行无线电管理规定、建立电磁兼容性监测和预警机制、加强对无线电设备的管理和维护等。此外,各航空公司也应该加强与空中管制部门的沟通和协调,确保导航信号的稳定和可靠传输。

结语:

总而言之,影响民航航空导航信号的因素众多且复杂多样。要减少这些因素的影响并提高导航信号的质量和可靠性,需要从信号干扰类型入手,采取相应措施。同时,在未来还应加强新技术的研究和应用,如采用更先进的导航设备和技术、开发新型抗干扰算法等,也将有助于提高民航航空导航系统的性能和安全性。

参考文献:

[1]谢文泽.民用航空机场导航信号干扰因素及应对策略[J].科技风,2022,(10):61-63.

[2]张金宝,林青,苏旭等.民用航空导航信号的主要影响因素分析[J].民航学报,2021,5(03):51-52+98.

[3]辛伟.浅谈民用航空机场导航信号干扰因素与应对措施[J].数字通信世界,2021,(05):100-101.

[4]柴树鹏.民用航空导航信号的干扰分析[J].信息通信,2019,(02):274-275.