民航通信系統預防和查找無線電干擾的方法

王一達

（吉林市無線電監測站，吉林 吉林 132000）

0 引 言

隨著我國航空事業的建設與發展，國內航線建設數量逐漸增多，航班航次也在逐年上升。航空事業的發展需要通信系統的支持，但民航通信系統長期以來受無線電干擾影響問題顯著，該問題一直限制民航通信系統的高效運作。近年來，隨著無線電臺的增加，受到的信號干擾越來越多，無線電信號干擾問題已經嚴重影響到民航通信安全。解決民航通信系統通信安全問題迫在眉睫，研究預防和查找無線電干擾對提高民航通信系統無線電監測能力和提高系統抗干擾能力有著重要的意義。

1 民航通信系統的構成

民航通信系統的信號類型較多。根據信號特征可分為模擬通信系統和數字通信系統，根據傳媒介質可分為有線通信系統和無線通信系統，根據調制技術可分為3類。按信號頻譜特性分為基帶系統和頻帶系統，按調制方式分為連續波調制系統和脈沖調制系統，按信號復用方式分為時分、頻分、碼分以及空分等多類。民航通信系統由信號源、信號發送設備、信道、信號接收設備以及信宿等組成。

模擬通信系統依據接收信號波形來分辨接收端信號接收是否失真，數字通信系統通過識別數字狀態確定接收信號是否正常。二者采用的編碼方式不同，模擬信號采用信源編碼，數字信號采用信道編碼所占用的頻帶較寬。當相鄰信道中一個信道的信號較強時，發生相鄰信道被占用的概率較高，可能引起互調干擾、電磁干擾或串擾。在有效的通信范圍內，多臺電臺之間互相通信，相鄰頻道之間的距離較近時就會發生信號干擾，從而影響民航系統的正常通信。對通信系統而言，通信容量較大，通信噪聲也就會更大，通信容量較大的信道就會對相鄰信道造成干擾。由于民航通信系統無線電干擾因素較多，因此預防和查找無線電干擾要根據原因采取有效措施[1]。

2 民航通信系統受無線電干擾的類型

2.1 電磁干擾

電磁干擾分為同信道干擾和相鄰信道干擾。載波頻率和調制方式與有用信號相同時稱為同信道干擾，這主要是因為兩個信道之間設置間隔的距離較近，導致電磁信號相互干擾。民航通信系統與其他系統相鄰信道信號之間的干擾即為相鄰信號的干擾，可分為帶內干擾與帶外干擾。其中，帶內干擾的程度遠遠高于帶外干擾。

2.2 互調干擾

移動通信所用的角度調制是一種非線性調制方式，兩個或多個干擾信號同時加到一個信道或接收機時即為互調干擾。互調干擾是影響民航通信系統通信質量的重要因素，嚴重時會導致信號失真，使地面控制中心與飛行員失去聯系，導致飛行員無法接收到地面民航指揮中心的飛行提示和指揮，難以保證飛機飛行的安全。除造成飛行飛機與地面指揮中心通信中斷外，還會影響民航設備之間的運行情況，如影響發射機所發射的工作頻率。發射機所發射的工作頻率一般能夠達到諧振點標準，當設備發生互調干擾時，設備通信信號失靈，線路受到影響后發熱，嚴重時引起設備元件或線路燒損，甚至引起發射機的損壞[2]。

產生互調干擾的條件有兩個，一是幾個干擾信號的頻率和接收機的接收頻率存在差等關系，二是干擾信號應有足夠的強度。

2.3 人為干擾

民航通信系統為移動通信系統。大氣中的噪聲、城市人為噪聲、郊區人為噪聲、銀河系噪聲、太陽系噪聲以及接收機內部噪聲等都會干擾民航通信系統的通信信號，從而影響正常通信。

2.4 串 擾

當無線電的兩個通信頻率間隔較近時，就會發生無線電通信頻率在同一個電波通道串擾的問題。串擾會使通信傳輸的信號頻率發生混亂，影響民航系統的正常通信。串擾問題和民航通信系統信號頻率設計與布局不合理有關。

3 預防民航通信系統無線電干擾的方法

民航通信系統的通信業務包括地面業務通信、場內移動通信、有線電話通信、地空通信、航務管理通信、對空廣播以及機要通信等。其通信業務廣泛，通信系統覆蓋范圍內的信號類型較多，發生無線電信號干擾是難以避免的，只能通過加強無線電監測來預防干擾，并在發生無線電干擾時及時查找信號，以免各個子系統之間發生通信失聯的問題。

3.1 強化民航業的無線電專用頻率保護

民航無線電通信是民航通信系統的基礎，但基于無線電高頻之間的干擾，一定要加強無線電布設的審批與監管，確保無線電臺設置和頻率指配的合理性，為民航通信創建一個安全的環境。對于民航通信部分專用的無線電頻率，要采取有效措施強化保護，加強對電磁環境的抗干擾設計，定期檢查無線電設備，及時發現無線電設備潛在的電磁干擾并采取抗干擾措施解決無線電干擾的隱患，為民航通信系統創建健康安全的通信環境[3]。

3.2 加強民航通信系統無線電干擾的監測

民航通信系統無線電干擾的監測是預防和查找無線電干擾和處理干擾源的基礎。為保證民航的健康安全發展，要完善民航通信系統無線電監管相關的法律法規，加強對民航通信系統無線電干擾的法律監管。監管要涉及無線電設備商家、設備安裝施工單位以及無線電設備信號監測等各個環節。無線電干擾的監測環節是監管的重點范圍，要通過行政管理的手段加強對無線電干擾源監測信息的檢查和抗干擾的執行情況，以便于為無線干擾查找和定位提供更多詳細的數據。

3.3 加強無線電的抗干擾能力

從目前無線電技術的發展情況來看，在通信信號跨空間傳輸過程中，發生無線電信號干擾是難以避免的。在眾多的無線電干擾源中，有一部分無線電干擾源的來源極其復雜，不排除故意干擾。一些特別的航線或航次，飛行屬于保密，信號的泄漏將給不法分子可乘之機。面對這種無線電干擾，首先應該采取信息隱藏技術加密通信信息，以防通信信息被截獲。其次要加強對通信信號的監測，提高民航通信系統無線電通信電子設備的隱蔽性和反偵察性，采用頻率法、結構法、時間法、振幅法、空間法以及混合法等對無線電通信電子設備進行加密，提高民航通信系統的無線電抗干擾能力。最后還可以在民航通信系統中引入抗干擾通信體制和系統，來提升系統對無線電的抗干擾能力。引入高速短波異步DFH系統，該系統的高跳速可以積極地對帶有不明目的的無線電干擾進行追蹤和抗干擾，提供雙重保障來確保民航通信信號傳輸的安全性。

4 查找無線電干擾的步驟與方法

查找民航通信系統的無線電干擾方式需要民航無線電監測系統的支持，通過主動監測方式獲取信號干擾源，為查找無線電提供定位和導航依據，縮小查找范圍。在使用民航無線電監測系統時，應注意以下要點。

4.1 根據監測系統監測的結果查找

當用戶發送的報道受到無線電干擾時，監測人員要根據監測系統情況，記錄詳實的干擾信息并匯總成報告。記錄的內容包括干擾事件發生的時間、事件持續的時間、無線電干擾的程度以及干擾時間帶來的影響等。制作報告時要以發生時間作為檢索目錄，以便于查找和搜索無線電干擾的位置。飛行員在飛行途中遭遇到無線電干擾事件時，應記錄干擾時間發生時飛機的位置、海拔以及航向等信息。在此基礎上利用自動化軟件分析無線電干擾的原因，檢測設備使用狀況[4]。

4.2 不間斷搜索地面設施

當已經完全確定受無線電干擾失去信號時，需要重新搜索地面設施，及時與地面指揮中心取得聯系，并將持續監測的結果通知下去。地面的固定無線通信電子設備應該安裝可移動的無線電干擾監測系統。當機載無線電干擾監測系統無法啟用，或地面無法與飛行員取得聯系時，可由地面固定無線電干擾監測系統提供間接性的無線電干擾監測。當地面固定無線電干擾監測系統監測到無線電干擾源時，應及時與專家取得聯系，移動固定無線電干擾監測系統附屬設施近地面的便攜式無線電干擾系統。一般情況，干擾源就在固定無線干擾監測系統設施的周圍，在靠近固定無線電干擾監測系統設施時要不間斷持續性的搜索地面設施，確定準確的干擾源。

4.3 擴大查找范圍

當用戶受到間斷性干擾時，需要借助移動無線電干擾監測系統進行查找和定位。使用移動便攜式無線電干擾監測系統監測間斷干擾信號時，要盡可能的擴大無線電干擾信號查找的范圍。有自動查找設備的情況下，采取自動搜索模式持續性的搜索信號，并逐漸擴大范圍，直到找到無線電干擾源。

4.4 借助機載無線電干擾監測系統查找干擾源

由于飛機的無線電覆蓋范圍面積較大，一般包括了地面設施的無線電覆蓋面積，因而飛行員在報告無線電干擾時，由地面設施進行無線電干擾源的搜索難度要大于飛機查找定位。一般情況下，遇到無線電干擾時應先由機載無線電干擾監測系統對無線電干擾源進行查找和定位，以確保民航飛機飛行的安全。當飛機遇到緊急情況必須由地面設施負責查找和定位干擾源時，地面設施要采用電話線對飛機進行遠程遙控，利用有線通信取得聯系，再了解飛機航行情況和機載無線電干擾監測系統的監測情況，及時獲取飛機對無線電的監測情況，根據飛機反饋信息排除式查找無線電干擾源，找到后協調有關部門處理影響航線的無線電干擾源。移動便捷的無線電干擾監測系統的監測優勢是監測范圍不受限制，可通過移動來擴大監測范圍，其中無人操作模式更是為擴大監測范圍的實際操作提供了方便。

5 民航通信系統預防和查找無線電的案例

某民航機場民航通信系統的語音系統采用高頻和甚高頻設計，提供遠程無線電通航服務和短途通航服務。在遇到無線電干擾問題時，高頻遠程通信服務使用頻率不受限制，抗干擾能力強，可以為飛行員與地面指揮控制中心提供應急通信通道，確保飛行的飛機與地面指揮控制中心能夠保持安全可靠的聯系。甚高頻不受地形環境和天氣的影響，在短途通信中不會產生VHF信號，確保了短途通信的可靠性[5]。此外，還需對設備和外部無線電采取預防干擾的措施。

該機場采取的預防干擾的措施有以下3點。首先，在業務方面強化技能和設備維護。所有的民航無線電設備都要定期維護，定期調整發生功率，確保將中心頻率的偏差控制在正常發射范圍之內。對發射機的功率、塔臺管制以及進近管制所的設備，應嚴格按照民航行業規范調整，預防互調干擾。對接收機，定期檢查靈敏度和選擇性，使設備性能保持在靜噪門限電平規定的指標范圍內，確保接收機始終保有抗干擾能力和電磁兼容能力。所有的無線電設備、天線以及濾波器等，在發生特殊天氣后要進行全面系統的檢查，確保民航無線電通信狀態的健康性。其次，合理規劃布局設備，采取規范的設備配置與安裝，加強電磁環境的保護。一些重要的天線、無線電設備以及具有電磁輻射的設備采取隔離措施預防無線電干擾。每個發射臺和發射機都配有獨立的天線。所有天線的水平間隔與垂直間隔都經過信號測試，確保天線設置的距離不會產生互調干擾。對甚高頻共用系統，無線電的發射設備與接收設備均分開放置，且通信設備與其他具有電磁輻射的無線電電子設備也分開放置。對于一些具有雜散電磁輻射的設備，采取了屏蔽隔離設計，預防雜散電磁輻射對其他無線電設備造成干擾。最后，民航通信系統與地方無線電管理部門建立了長效聯系機制。無線電電子通信設備一律采用民航專用頻率保護民航通信系統的通信安全。每月安排不少于480 h的監測，來強化民航通信無線電干擾的專項監測質量。

6 結 論

民航通信系統預防和查找無線電干擾是確保民航通信系統安全的重要基礎。在無線電通信技術繁榮發展的今天，民航通信系統應根據當前系統運行中面臨的電磁干擾、互調干擾以及人為干擾和串擾等無線電干擾問題，加強民航通信系統預防和查找無線電抗干擾的能力。具體需要采用自適應技術優化高頻短波通信系統的電離層，提高高頻的自適應能力。對無線電通信設備、天線以及濾波器等地面通信設施采取有效的隔離措施，提高民航通信系統對無線電抗干擾的適應能力。此外，要加強民航通信系統的無線電干擾監測能力，為民航交通管制運行提供通信導航服務，提高飛機與地面的通信能力和航空管制能力，進而預防和應對無線電干擾問題的發生。