DME測距系統的應用與干擾確定

王軍石

摘 要 測距系統是當前廣泛應用于民航體系中的重要設備，其工作狀態直接關系到民航體系的安全水品，因此不容忽視。文章首先對DME系統的主要構成，以及相關參數做出了必要說明，而后進一步在此基礎之上，對于其工作中常見的干擾種類和來源進行了剖析，為展開進一步DME系統優化典型了基礎。

關鍵詞 測距系統；DME；干擾

中圖分類號 TN92 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）197-0088-02

測距系統（DME，Distance Measuring Equip

ment），目前廣泛應用于民航系統中，其作用在于實現近程航空無線電導航，通過無線電實現測距，并且通過儀表向飛行員提供必要的距離信息。DME系統本身可以與高頻全向信標（VOR，Very High Frequency Omnidirectional Range）共同展開工作，其中VOR提供方位引導信息，而DME提供距離信息，兩個方面相互組合，用于實現對于飛機的定位。除此以外，DME還可以與儀表著陸系統（ILS，Instrument Landing System）展開協同工作，給進近和著陸的飛機提供至測距儀或著陸點或跑道入口的連續距離。對于DME的工作狀態，國標GB/T18902-2002《超高頻測距儀性能要求和測試方法》中對于其脈沖波形、脈沖間隔、射頻脈沖頻譜以及頻率容差等多方面的參數都做出了明確的要求，同時規定了檢測設備以及傳到測試方法等，為DME工作的有效準確展開奠定了堅實的基礎。

一個典型的DME系統，由輸入輸入、控制系統、監控系統、脈沖收發信機、RF通道、外部連接接口系統、電源系統、天線和計算機等組件共同構成，其中其天線系統，以FSD-45型設備為例，采用FAN-96型9dB增益全向輻射天線，其工作頻率報仇在960MHz～1215MHz范圍內。DME系統采用詢問-回答工作方式，對無線電脈沖信號在空間的傳播時間進行測度，并且計算出提問和應答雙方的距離。在這個工作過程中，有幾個主要的參數需要有所了解。

首先是波道和頻率，DME系統本身有252個波道用于實現測距，X和Y波道各有126個，相鄰波道詢問頻率差距為1MHz，而對應的波道上詢問和應答頻率則相差63MHz。從波形的角度看，DME系統發射偽高斯波形，呈現sinc函數特征，每一個發射脈沖對信號的重復頻率為700Hz～2 700Hz，脈沖寬度為3.5μs±0.5μs，脈沖上升時間≤3μs，下降時間≤3.5μs。脈沖對中的兩個脈沖間隔，在X模式和Y模式之下分別為12μs以及30μs。其次，在識別信號方面，DME系統采用1 350Hz調制單音的摩爾斯電碼發送識別信號，脈沖對重復頻率為1 350pp/s，每隔40s發送一次，并且保持每分鐘6個字以上，每個識別碼組的總發射時間控制在5s以內。最后，對于DME系統的覆蓋區域方面，以視距傳播作為傳播方式的DME，目前采用的地面設備的脈沖輸出功率有保持在1 000W（30dBW）以上，以及保持在100W（20dBW）以上兩種規格可以選擇，當DME系統與VOR協同工作的時候，應當確保DME設備覆蓋區域不小于VOR覆蓋區域，而與ILS或者微博著陸系統（MLS， Microwave Landing System）協同工作的時候，DME系統覆蓋區同樣應當能夠保持與ILS或者MLS方位引導扇區的覆蓋相等。

在對DME系統相關參數有所了解的基礎之上，可以進一步展開對于其工作干擾狀況的考察。干擾是影響DME系統正常工作的首要因素，是影響到DME系統在導航過程中提供信息精確程度的重要因素。對于DME系統而言，其地面設備與機載設備之間的詢問-應答頻率受到干擾的時候，就會出現諸多異常狀況，諸如應答效率下降、告警等，嚴重的時候，甚至會造成停止服務的局面。與此同時，機載端的測距讀數同樣也會出現不穩定的特征，對應的數據誤差會有所上升。并且考慮到飛機本身的移動速度較快的特征，受干擾的空間位置高度高，干擾區域范圍大，對應的干擾位置就比常規干擾更加難以確定，排查工作面臨嚴峻考驗。

想要面向DME系統干擾實現有效的排查和進一步的控制，首先應當對其干擾來源和基本類型有一個比較深入的了解，才能有的放矢地展開干擾控制工作。就DME系統而言，實際工作中比較常見的包括互調干擾、同頻干擾和帶外干擾3個主要方面。其中互調干擾，又可以進一步分為發射機互調干擾和接收機互調干擾，其中前者是指某一臺或者多臺發射機信號落入另一臺發射機，并且在此末級功放的非線性作用下相互調制，進一步生成多余的組合頻率，最終形成對該頻率之下接收機的干擾，妨礙其讀取對應的接收信號。而后者，則是接收機同時接到多個強信號的時候，在其前端非線性電路作用下產生互調頻率，這樣的信號進一步落入接收機頻帶內形成干擾因素，不利于設備工作。此種情況多見于相關設備老化，或者導航設備相關性能不足的情況。

其次，即同頻干擾，指干擾源與正常信號頻率相同，從而導致兩個信號疊加在一起形成干擾的狀況。此種干擾比較普遍，會出現在任何環境中，不僅僅航空領域常見，其他領域也并不少出現。同頻干擾的干擾源可能來源于系統內部或者外部，并且以內部干擾比較嚴重，相對而言，外部干擾源剛好與接收射頻頻率相同并且形成干擾的情況并不多見。而對于源自內部的干擾而言，互調、諧波、變頻等許多形成原因都會形成干擾，最終產生與接收頻率相同的頻率造成的干擾。

最后，帶外干擾的形成源于發射機的雜散輻射和接收機的雜散響應兩個方面。就發射機的雜散輻射干擾而言，主要是出現在當以標準信號展開調制的情況下，除載頻以及因正常調制等因素引起的邊帶以及鄰道以外離散頻率上的輻射。與之對應，接收機的雜散響應干擾則主要是指接收端在正常工作的時候，除去接受到的常規工作信號以外，還會接收到其他頻率的雜散信號，并且進一步對這些雜散信號進行“響應”。雜散響應與接收機本振的頻率純度有關，并且以中頻響應和鏡頻響應為主。其中中頻響應是指干擾信號頻率接近接收機中頻頻率的時候，如果前端電路的選擇性不佳，則會導致干擾信號輸入到混頻器中，并且造成輸出失真以及噪音等問題，形成中頻響應。而對于鏡頻響應，則是源于鏡像頻率與本振頻率差拍產生，最終通過中頻回路形成響應動作。

對于干擾源的確定來說，實際工作中應當對既有的干擾進行確定和排查，并且對相關情況進行記錄，形成檔案，便于支持未來工作中的干擾排查任務。常規而言，無線視頻監控系統、空管二次監視雷達、移動通信基站以及其他非無線電設備，和新聞用設備等，都會造成對于DME系統的干擾，實際工作中應當特別加以關注，并且對它們分別造成了何種干擾加以統計，形成有用的材料。

安全是航空體系中的頭等大事，DME系統作為航空通信體系中的關鍵環節，對于其安全發揮著不容忽視的作用。當前社會上各種新業務層出不窮，使得電磁空間日漸擁擠，干擾問題逐步突出，保護航空通信平穩，成為目前的工作重點之一。實際工作中，唯有謹慎對待，才能不斷推進抗干擾等相關工作的發展成熟，使其成為我國航空體系安全穩定運行的重要力量。

參考文獻

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