航空无线电干扰分析

摘要：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。保障航空通信安全是无线电监测的重要工作。

关健词：无线电；干扰

中图分类号：U463.67 文献标识码：A

1 航空干扰产生的根源

飞机飞行在2～10Km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，科学进行航空无线电干扰分析，及时采取必要的应对措施，对于排除民航干扰，保障飞行安全有重要作用。

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类无线电信号干扰，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，如有线电视信号泄露、工业射频烘干设备等。

近几年来，随着民航通信频率专项整顿工作的深入开展和长效机制的建立，大功率无绳电话等非法设备经清理整顿后对航空干扰明显减少，工、科、医等非无线电设备产生的电磁辐射超标现象得到较好整治。但是，随着社会经济发展，各类电台日趋增多，特别是广播台采用的是共源调制调频同步广播技术，在大范围内实现同频广播，且有效发射功率大，又多设于高山点，离飞机航线近，台站长期处于连续发射中，发射机参数发生变化的可能性大，而且都是数台发射机共用一付天线同时发射，有效的杂散抑制比较困难。相邻的108～137MHz频率是航空导航通信业务，部分设备采用AM调制方式，通信范围要求广，接收机的灵敏度高，因此较容易受到87～108MHz广播业务的干扰。

2 航空电台通信干扰分析

2．1 航空电台受干扰地域分析

由于航空电台在空中，收发天线间的路径完全没有阻拦，通常使用地球半径画路径抛物面来完成，该半径大于地球（6370Km）的一个系数，一般使用如下简单公式来计算水平或者平滑地面的距离。

2.1.1 航空电台信号覆盖的地域半径D

假设飞机飞行高度h1=10000m,干扰源距地面高度h2=1m；

飞机距干扰源的直线距离D为：

D=4.1(h11/2+h21/2)

=414km

2.1.2 在最大通信距离内干扰源的最小等效辐射功率P

假设航空电台的接受灵敏度为1μV(-107 dBm)，天线增益为0dBi，频率为120MHz,在空间传播下最大通信距离的路径衰耗：

L=32.45+20LgD+20Lgf

=126dB (距离D单位：km，频率f单位：MHz)

最小等效辐射功率P，

P=L-107=126-107=19dBm=79mW

从以上计算可以看出，等效辐射功率为79mW的干扰源，就可以在414公里为半径的区域内对飞行高度10公里的飞机造成干扰。

2．2 航空通信干扰的分类、成因和防护措施

无线电干扰是指在无线电通信过程中发生的，导致有用信号接受质量下降、损害或阻碍通信。目前航空干扰主要有以下几类：

2.2.1 同频干扰

凡由其它信号源发送出来与有用信号的频率相同并以同样的方法进入接受机中频通带的干扰称为同频干扰。大功率无绳电话对民航干扰主要是同频干扰。

消除此类干扰主要手段就是加大大功率无绳电话整治工作，确保航空频段正常使用。

2.2.2 邻频干扰

凡是在收信机射频通带内或通带附近的信号，经变频后落入中频通带内所造成的干扰，称为邻频干扰。这种干扰会使收信机信噪比下降，灵敏度降低，强干扰信号可使收信机出现阻塞干扰。这种干扰大部分是由于无线电设备的技术指标不符合国家标准造成的。对发射机来说，如频率稳度太差或调制过大，造成发射频谱过宽，可造成对他台的邻频干扰。如不严格控制影响发射机带宽因素，很容易产生不必要的带外辐射；对收信机来说，当中频滤波器选择性不良时，也容易形成干扰或使干扰变得严。

此类干扰主要是广播发射机工作频率靠近108MHz的边带辐射进入航空接收机造成干扰，涉及发射机的边带抑制指标。

2.2.3 带外干扰

发信机的杂散辐射和接收机的杂散响应产生的干扰，称为带外干扰。

2.2.3.1 发信机的杂散辐射干扰

在VHF和UHF的低频段，通信设备尤其是基站的发信机大都采用晶体震荡器以获得较高的频率稳定度。这种干扰是由于发信机的杂散辐射值过大造成的，为此，国家标准中大部分都对各种类型的发信机的杂散辐射值进行了严格的规定。发信机杂散辐射值过大，通常是由于倍频次数多、倍频器输出回路的选择性差、倍频器之间的屏蔽隔离不良等因素造成的。

2.2.3.2 收信机的杂散响应

接收机除收到有用信号外，还能收到其他频率的无用信号。这种对其它无用信号的“响应”能力，通常称为杂散响应，它与接收机本振的频率纯度有关。超外差或收信机的杂散响应主要有镜频响应和中频响应。收信机的杂散响应，通常是由于发信机的杂散辐射造成的，当然也与收信机本身的本振频率纯度、输入回路和高放回路选择性有直接的关系。

带外干扰主要是由于设备运行时间较长、元器件老化、性能指标下降引起的。要减少此类干扰就必须严格按照国家有关标准，时常对发射设备进行检测，对不符合标准的设备进行检修或关停。

2.2.3.3 互调干扰

互调是指由两个或多个频谱分量在非线性器件中相互作用而产生的无用频率分量。这种无用分量与基本分量之和，以及基本分量和不同谐波间的差值有关。在移动通信系统中产生的互调干扰主要有三种：发射机互调、接收机互调及外部效应引起的互调。

2.2.3.4 发射机互调

发射机互调是由于两个发信机天线距离较近（几米至十几米），频率也相近，一台发信机的功率通过天线偶合到一台发信机内，而互相在另仪态发信机的功放级产生互调，起互调频率为：f=mf1+nf2然后再发射出去。

常见的发射互调分为两种：1.f0=2f1-f2,称为三阶一型发射互调；2. f0=f1+f2-f3，称为三阶二型发射互调。

减少发射机互调的方法主要有：A.加大发射天线间的空间隔离度，在超短波段垂直隔离9米，水平隔离270米，就可以认为无发射互调。B.加装单向隔离器，不让其他天线的发射进入本发射系统。C.采用高Q值谐振腔。

2.2.3.5 接收机互调

在接收机天线上，接头、触点等锈蚀后，都有半导体的单向导电性，在强信号下就能产生混频f=mf1+nf2。

常见的接受机互调分为两种：1.f0=2f1-f2,称为三阶一型接收互调；2. f0=f1+f2-f3，称为三阶二型接收互调。

减少接受机互调的主要措施是提高接受机的射频互调抗拒比，一般要求高于70dB。

广播频段对民航产生的干扰主要可以通过分析解调出的声音来判断属于何种干扰。由于互调信号带有原基带信号的信息，尤其是三阶一型互调，主信号较次要信号能量大，因此解调后可以清楚地听到主信号的声音。三阶二型互调信号含有三个相同能量的基带信号，解调声音是参与三个互调信号的基带信号的叠加。在此基础上还可进一步依据相关公式及样本数据库资料对可能参与互调的频率和互调后生成的频率进行详细解析。

参考文献

[1]周鸿顺.频谱监测手册[M].北京：人民邮电出版社.

[2]朱庆厚.无线电监测与通信侦察[M].北京：人民邮电出版社.

[3]赵用林.航空无线电干扰分析与应对措施[M].中国无线电，2008，4.

[4]无线电监测与频谱管理教材(国家无线电监测中心).