某型飞机甚高频通讯系统故障研究
[摘 要]民航VHF地空通信系统是保持地空信息交换的主要手段，地空协作才能保证飞机的正常起降。随着我国国民经济的快速发展，无线电台（站）数量不断增加，同时民航机场、航线、航班数量也日渐增多，民航航空无线电专用频率频段受到干扰也越来越多，在一定程度上影响着飞机与地面指挥人员的通信质量，给飞机的飞行带来不确定的安全隐患。本文根据无线电干扰产生的原理和类型分别进行探讨，并根据分析结果给出解决方案。
[关键词]甚高频；机场；干扰
中图分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0238-01
引言
甚高频（Very high frequency，VHF）是一种无线电电波，其频带在30-300MHz范围，民航空管甚高频的工作频率在118-144MHz之间。VHF主要是作较短途的传送，常常会受环境因素影响。它主要用于电台广播，航空、航海的信息沟通，民航内的语音和数据传输也是通过甚高频来保持地空通新，从而保证飞机安全飞行和航班的正常起降，在机场的指挥管理中起着不可或缺的作用。随着科技的进步和经济的发展，无线电技术在平时生活中被广泛应用，所产生的无线电干扰给民航甚高频通信带来巨大的压力；新航线的增加，需要布局更多的信号站和更多的频带的使用，致使甚高频的使用趋于饱和，加重通信干扰；设备陈旧老化、无序化管理等也会给民航甚高频的正常通信带来干扰。各种干扰所占比例如图1所示。
一、无线通信系统干扰类型分析
无线电干扰是由一种或多种发射、辐射、感应或其组合所产生的无用能量对无线电通信系统的接收产生的影响，其表现为性能下降、误解或信息丢失。干扰的因素是复杂多样的，但从根源上来说，主要原因是发射器和接收器不能接收指定信号或者接收到非指定信号，造成信息传输不到位或不清晰。由于发射器工作原理的原因，即使在正常工作状态下也会产生无用的杂波、谐波，这些干扰因素会对通信系统产生影响。设备老化检修不及时、发射站点布置不合理都会对无线电波会产生干扰。以下为几种常见的无线电干扰形式。[1]
二、 互调干扰
所谓互调干扰是指因电路的非线性，在两个及其以上的频率信号一同输入收信机或发信机时产生有第三个频率的谐波，其恰好进入某电台的工作频段，致使频道受到第三频率产生的电磁波能量干扰。一般互调干扰的产生有以下几个条件：有且干扰信号能进入非线性电路以及互调分量的频率与接收机的工作频率要相等。按照产生的位置不同，互调干扰可以分为发射机互调、接收机互调和系统无源互调三种方式。[2]
（1）发射机互调
发射机互调是因工作时功率放大器产生非线性作用，将天线、天线共用设备和馈线等侵入或者从前端串扰过来的其他信号和有用的发射信号一起调制，与产生第三频率的谐波一起发送出去，在接收机处一起形成干扰。当两部发射机的天线相隔太近时，易导致水平和垂直相距程度不符要求产生互调干扰。其特点是由发射机输出第三频率信号，固定站可接收到有连续性特征且不受接收机类型限制的扰信号。在民航甚高频电台通信中，发射机互调干扰危害最为严重。对发射机产生极为复杂而强烈干扰信号的来源如路边密集的天线，寻呼基站密集的发射机，在一些地理位置重要的高山、高楼和高塔，狭窄的空间里密集的天线，这些集中设置的能够产生互调干扰信号几乎污染了整个甚高频通信频段。
（2）接收机互调
所谓的接收机互调是指因非线性作用发生器出现相互调制，两个处于互调关系的非工作频率信号干扰接收机的前端电路，从而产生工作频率上的干扰信号。接收机互调的特点是这种互调间隙受环境因素影响如气候、季节等，具有非连续性特征，白天或黑夜、干燥或潮湿、甚至上午或下午的干扰程度都会有所差异，互调干扰具有很大的随机性。
（3）通信系统中无源互调
通信系统中无源互调产生于发射机发射端传输电路中，因为天线、馈线接头处接触不良，或者其他原因如异种金属的接触部分所导致非线性作用，在强射频电场中起检波作用，从而产生互调干扰。无源互调产生的特点是与随天气与气候变化联系明显。
三、 防止互调干扰措施
互调干扰将会直接影响VHF的质量，其危害显而易见，如何尽可能降低其危害，下面就给出部分可以采取的抑制干扰措施：
（一）减弱发射机互调干扰
发射机受到的干扰信号或其它电磁能量的影响，过程中通过末级功放等非线性处理过程而产生互调，最后通过天线发送。因此，发射机互调干扰防止措施主要有：
1）提高發射机末级功放部分的性能，改善其线性动态范围；2）改善发射机与天线馈线的匹配；3）在民航 VHF 通信中对甚高频设备应用共用天线系统以减弱干扰；4）各发射机与天线间采用隔离器，有效防止外界干扰信号进入发射机，从而起到抑制互调产物的作用。
（二） 减小接收机互调干扰
当两个或者多个强干扰信号进人高频放大器和混频器时，由于甚高频电台接收机中晶体管非线性作用，干扰信号相互混频，结果产生出第三频率，从而被接收机接收产生干扰。可采取以下措施以减少接收机的互调干扰：
1）减小电台接收机前级的非线性指标，采用相关性能较好的甚高频电台，如新型结构晶体管器件如结型场效应管和双栅场效应管；2）选用具有良好防干扰的接收机输入回路电路，如采用多级调谐回路；3）插入滤波器或双滤波器，衰减掉进入接收机前端的干扰信号。
（三）减小外部效应引起的互调干扰
如果射频避雷器、高频滤波器和天线馈线等器件插接件接触不良，或天线螺栓等金属构件有锈蚀，这些外部效应引起的互调干扰现象只能及时检查，尽可能保持器件插接部位接触良好，方法之一为采用防腐锈涂料处理金属构件特别是接口部位。
（四）关闭干扰源
伴随社会经济的发展，电磁环境在变得日益复杂，其它有用的防止电磁干扰的办法是采用监听和测向分析定位两种手段在找到无线电监测中监听到电台干扰信号，然后依法关闭非法电台。
四、同频干扰及措施
同频干扰是两种不同意义信号的传输使用了相同的频段，并且接收器处于两种信号都可接收的区域，致使通信干扰。民航空管领域具有较强的复杂性，为了应对大量复杂的航班通信需求，减少在一定区域内无线电频率的使用量，在相隔较远区域频道复用是一种解决方案。避免同频干扰最有效的途径是保证相同频率台站处在一定的位置间隔，这就需要考虑各站点覆盖范围及接受范围，根据无线电的特性，一般来说最小的防干涉距离d应大于甚高频站点的覆盖半径（r）的 5 倍。但是大部分地区由于功能需求，需要实施无线电信号的全覆盖，无可避免的需要设置相同频率的甚高频站点，这是产生同频干扰的主要影响因素。解决这一问题的方法有两种：使用低功率的发射机和大功率的接收天线；在相邻的发射点使用偏置载频，如在相邻区域分别采用35m Hz、38m Hz、40m Hz，通过这两种方法可降低同频干扰。
五、结束语
互调干扰经常发生，而其危害是严重的，了解互调干扰及其防护措施后，有助于了解如何采取各种适当措施，防止和消除民航甚高频电台所受的各种干扰，净化民航机场电磁环境，最大程度的避免互调干扰的形成，减小互调干扰对民航甚高频无线电通信造成的影响，以保障航空飞行安全。
参考文献
[1]黄亨友，郑军，郑海英.机载甚高频无线电设备和航空无线电干扰[J].中国无线电管理.2002，1.
[2]谈华生，周民.关于航空频段通信导航业务受干扰问题的分析与思考[J].中国.