民航甚高频通信同频复用干扰原因分析,该文是关于通信论文范文和甚高频和复用和民航相关毕业论文模板范文.
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【摘 要】 近年来,随着我国支线、通航机场的不断增加以及大型机场管制频率的增多,因频率复用造成的同频干扰问题频繁出现.本文对甚高频的同频干扰的原因进行了分析,并提出了解决措施和建议；
【关键字】 甚高频 同频复用 频率 静噪
一、研究背景
近年来支线机场和通航的飞速发展使得塔台管制和地面管制频率复用情况增加,因频率资源有限和频率复用的原因的干扰情况明显增多.由于国际民航公约组织对民航频段（118MHz-136.975MHz）有着具体的频率使用要求,例如118MHz-119MHz 通常指配给塔台频率使用,因此频率资源就更为紧张.因此新机场使用相同的频率而互相干扰的情况增多,近年来哈尔滨机场发生过多起因频率复用导致的同频干扰情况.例如塔台频率与某支线机场塔台频率同频、地面频率与某机场机坪频率同频等,影响了地空通信安全.
二、 频率同频复用使用情况分析
根据国际民航公约组织（ICAO）对VHF 频率使用指导意见中,各种频率的服务范围如表1 所示,频率复用主要和作用距离与覆盖范围有关系,对于欧美机场密集地区,频率复用情况比较普遍.由于近年来新增塔台和地面频率较多,因此频率复用主要集中在塔台和地面频率[1].
2.1 地面频率条件复用要求地面频率的主要服务对象为飞机、塔台、机坪管里部门.飞机的甚高频天线高度一般不超过飞机尾翼的高度,按照16米作为参考高度.通航和支线机场的塔台高度通常为25 米,主要机场塔台高度通常为50 米以上.
根据甚高频视距传播公式：传输距离HD等于H4.142.×12 ( h1 h2) D 等于 × +其中HD 为作用距离,单位为公里；h1 和h2 为天线高度,单位为米；由此可以计算出,主要机场和支线机场塔台通信距离达到37 公里,两个支线机场间通信距离达到32 公里,而两个中型机场塔台间距至可以达到41.2 公里.因此从理论分析两个机场地面管制频率相同的情况下,只要机场间距满足ICAO 指导要求就可以避免频率干扰.
2.2 塔台频率复用要求
当两个机场塔台相同频率时,按照两个航空器高度为1200 米估算,传输距离HT等于H4.124.×12 ( h1 h2) D 等于 × + , 两个机场间距至少要大于285 公里,考虑到塔台的范围为50 公里,因此两个塔台的间距要大于385 公里才可以实现塔台频率复用.但目前我国除了大型机场外,大部分机场都是存在塔近合并运行的模式,即塔台承担进近管制高度的指挥.当两个机场塔台相同频率时,按照两个航空器高度为3600 米估算,传输距离HT等于H4.124.×12 ( h1 h2) D 等于 × + , 两个机场间距至少要大于494.4公里,考虑进近的范围为50 至200 公里,因此两个机场的间距要至少大于900 公里才可以实现频率复用,因此实际塔台频率复用的要求要高于ICAO 指导意见,这也是塔台频率容易遭受同频干扰的原因.
三、频率复用导致同频干扰的原因以及解决办法
近年来哈尔滨机场发生了多起同频干扰原因,有与其它机场塔台频率同频造成干扰的情况、也有与飞机制造厂、通航机场同频导致的干扰.除了复用距离过近以外,还有有以下两点原因[2-3]：
3.1 功率配置原因
根据空间损耗公式Lfs等于32.44+20log(MHz)+20log(H),
公式中MHz 为频率数值,H 为距离,单位为公里；甚高频信号损耗主要与频率和距离有关,根据空间传播衰减公式计算,当两地间隔为100 公里时,频率为120MHz 时,根据空间损耗公式Lfs等于32.44+20log(MHz)+20log(H) 可以推断出信号空间损耗为114db,按照塔台电台的载波发射功率为40dbm,调制度为90%,发射天馈系统衰减为3db,实际射频输出约为37dbm,在距离天线100 米的异地备份电台测试接收射频信号为-30dbm,如果距离为100 公里时,空间损耗增加60db,理想情况下,距离100 公里以外的电台接收到的射频信号强度约为-90dbm,当电台的静噪门限高于由于涉及到地球曲面半径效应,甚高频信号接近地面传播时会受到地形地貌影响,信号强度还会减弱至少,因此就不会产生干扰.
但是当两个机场的海拔高度较高时,信号衰减就不会受到地球曲面效应影响,如果接收电台接收门限较低或者电台发射功率高的时候,就会出现收到同频干扰的情况.特别是目前甚高频固定台的载波发射功率标配为47dbm,如果不是严格按照规定使用频率及功率要求的情况下,出现频率干扰概率较大.由于目前很多机场实行的是塔台和进近管制合并运行的模式,塔台管制承担着进近管制功能,因此在功率配置上塔台频率电台的发射功率是按照进近管制电台功率需求配置的,塔台频率电台功率配置不高于40dbm,而进近电台的功率配置要求不高于44dbm.因此,如果提高电台功率,就可能会出现同频干扰的情况.
3.2 甚高频电台静噪功能设置原因
目前甚高频电台的静噪模式分为载波阀值静噪和信噪比静噪两种方式,其中载波阀值静噪是常用的方式,通常默认值为-107dbm,即接收到的射频信号电平值高于-107dbm就打开接收功能,输出解调的音频信号；信噪比S/N 静噪方式是电台实时计算甚接收到的射频信号的信噪比,当信号和噪声比值高于设定值,就输出解调音频信号；对于同频弱信号,信噪比S/N 静噪方式更为有效；静噪门限设置的需要根据电台实际使用情况来定,如果电台接收信号效果好,天线架设的高,就可以提高静噪门限；如果远距离接收信号效果差,就需要适当降低静噪门限.此外目前电台都有静噪滞后功能：当有接收信号强度高于静噪门限后,接收机输出解调音频,但当信号强度降低,低于静噪门限后,电台仍会继续输出解调音频,当信号低于静噪门限6db 时静噪门限才发挥作用.此功能对不稳定的接收信号的保持稳定的音频输出,但是也增加了同频干扰的可能性.当有用信号和干扰信号接连进入的接收电台后,由于静噪滞后功能,相当于静噪门限低了6db,因此会将继续收到微弱的干扰信号认为是有用信号进行接收处理.
四、结论及建议
鉴于我国支线航空和通用航空快速发展导致频率资源紧张的情况,应采取以下措施做好民航频率的使用和管理：
（1）做好主要机场的频率保护,由于主要机场航班量大,频率使用频繁,安全运行压力大,因此尽量避免对主要进场进行频率复用,避免与周边机场出现同频干扰的情况；（2）严格做好新频率的申请和使用管理.对新于频率的申请,一定明确频率的用途、范围,以及发射功率,避免频率超范围使用导致同频干扰情况的发生；（3）合理设置电台的静噪门限值,提高电台抗干扰能力,对于地面管制频率电台的天线,在设置时只要考虑满足覆盖的高度即可,降低受干扰概率.
参 考 文 献
[1] 王建兰. 民航无线电干扰与对策分析[J]. 空中交通管理,2009,(7):43-44.
[2] 李徐迎. 民航无线电干扰的探测与防护[J]. 无线互联科技,2012,(11):69.
[3] 徐坤. 民航无线电的应用、干扰、危害性及解决措施研究[J]. 江苏科技信息,2016,(14):79-80.
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