通信基站建設對機場儀表著陸系統航向信標電磁環境影響的分析

2020-02-02 09:14:12王茜

通信電源技術 2020年20期

王茜

（昆明長水國際機場有限責任公司，云南昆明 650021）

0 引言

昆明機場為加快智慧機場建設需要，將在飛行區內建設7個通信基站。飛行區內設有保障飛機進近著陸使用的儀表著陸系統導航設備。為保證飛行安全，避免建設的基站對機場導航設備信號造成干擾，需對7個通信基站電磁環境影響進行測試、分析以及評估。本文以儀表著陸系統航向信標為例，綜合分析在飛行區內架設通信基站對機場信標導航設備正常運行的影響，在保證昆明機場導航信號穩定可靠的同時，為其他機場在飛行區內建設通信基站提供參考。

1 論證方法

1.1 類比測試

因在昆明機場的通信設備尚未架設，故選取類似參數的設備進行類比分析。根據標準《無線電騷擾和抗擾度測量設備和測量方法規范》和《民用機場與地面航空無線電臺（站）電磁環境測試規范》，分別對相關設備進行現場測試，采集干擾數據[1,2]。

1.2 建立模型

根據導航臺設備資料、天線資料以及設計資料，建立臺站的天線模型。根據昆明機場導航臺站支撐的飛行程序、空域以及飛行高度，建立飛行軌跡模型。根據測試結果，提取相關設備的干擾特性，并根據7個站點基站相對于機場導航臺的位置，建立對應的輻射干擾模型。

1.3 仿真

根據《航空無線電導航臺（站）電磁環境要求》和《國際民用航空公約》附件10，結合地理三維模型、天線陣模型、飛行軌跡模型以及7個站點干擾源模型，綜合分析和仿真7個站點干擾源對4套航向信標設備信號的影響情況[3]。

2 運行需求

航向信標臺向飛機著陸方向發射水平極化的扇形合成場，航向信標臺信號覆蓋區為以航向信標天線為基準，在跑道中線延長線±10°以內為46.3 km，在+10°～+35°和-10°～-35°之間為31.5 km。在它的信號覆蓋區內，最低信號場強為40 μV/m（32 dB），覆蓋區域如圖1所示。在航向信標臺信號覆蓋區內，對調頻廣播干擾的防護率為17 dB，對其他各種有源干擾的防護率為20 dB。

3 模型建立

3.1 天線模型

昆明機場4套儀表著陸系統航向信標設備的基本參數如表1所示。

圖1 航向信標臺信號水平覆蓋區

表1 儀表著陸系統航向信標基本參數

如圖2所示，根據導航設備資料、天線資料以及設計資料，建立航向天線模型水平方向圖。

圖2 航向天線模型水平方向圖

3.2 飛行軌跡和空域

根據航行資料匯編，分析昆明機場飛行程序和管制區域，提取仿真所需的飛行軌跡和空域。

3.3 干擾源模型

根據現場測試數據，對干擾源進行建模。

4 測試和干擾分析

測試各通信設備分別處于關閉和開啟狀態下對機場儀表著陸系統航向信標設備所在頻段的干擾場強度，提取評估所需的干擾數據。為保證安全余度，利用測試數據中的最大值開展評估。根據干擾源測試數據建立干擾源模型，然后根據天線模型、飛行軌跡以及空域，分析7個站點上的通信設備對昆明機場儀表著陸系統航向信標設備臺站的干擾影響。

4.1 干擾源模型

各臺站設備同時運行時，它對108～111.975 MHz頻段（水平極化）的影響如表2所示。

表2 基站設備運行對LOC天線的影響

4.2 干擾分析

根據4個航向信標臺和7個站點基站分布的位置，對從中間進近定位點至基準數據點（T點）的航線進行干擾仿真。7個站點的基站同時正常工作時，仿真結果和信干比曲線如圖3～圖10所示。航向信標臺對其他各種有源干擾的防護率為20 dB。各距離上信干比均大于20 dB，故7個站點的基站同時正常工作不會對03號、21號、04號以及22號跑道航向信標臺的運行造成干擾。

5 結論

為分析和測算通信基站產生的信號是否會對儀表著陸系統航向信標造成影響，選取相應通信設備對設備關機時的背景信號和開機正常運行時產生的電磁輻射進行現場測試。根據測試數據，對7個站點架設的導航設備和飛行軌跡進行建模仿真分析。結果表明，7個站點架設的通信設備正常工作時，產生的電磁輻射不會對昆明機場儀表著陸系統航向信標運行造成影響。鑒于機場導航設施設備對電磁環境的特殊要求，如未來在昆明機場附近其他區域新建高壓輸電線、電氣化鐵路以及其他有源干擾設施等時，應進一步測算和分析新建干擾源對機場導航設備運行的影響。