淺析電臺調頻對民航通信頻率干擾問題

張宇航

編者按：在民航通信中，調頻廣播對民航通信干擾尤為顯著。這篇文章分別從電臺發射功率、輻射及頻率自身特性等方面分析了調頻廣播對民航通信業務干擾問題，并提出了解決辦法。

引言

在民用航空發展的過程中，無線電通信技術發揮著非常重要的作用，其對于保障民航飛行安全以及民航行業發展所起到的巨大幫助也使得其在近年中得到了越來越廣泛的應用。但是隨著無線電技術的不斷發展，民航無線電通信受到干擾的情況也變得越來越多，給我國人民的生命以及財產安全帶來了非常大的安全隱患。因此，對民航無線電通信干擾因素進行分析，并對如何更好地防范此類干擾進行研究，具有非常重要的意義。近年來，廣播電視行業與民航行業發展迅速，造成廣播頻率日益向上擴展，同時民航頻率又在向下擴展，使得使用頻段過于擁擠，導致廣播電視業務極易對民航地空通信頻率造成同頻或鄰頻干擾。

民航航空無線電通信應用簡述

航空無線電通信在民用航空應用中，扮演著一個最為重要的角色。通過在民航中應用航空無線電通信，可以更好地為各個航班的飛行提供各類語音通信信號、通信接引以及高頻遙控等一系列服務。目前，在民用航空器飛行過程中，可以通過甚高頻地空通話以及數據傳輸，來讓航空管制員與飛行員之間進行及時的信息交流，實現地面與空中的雙向通信，這對于保證民航飛行過程中的高效性和安全性都是非常重要的。

干擾技術分析

頻段手段

調頻廣播所占頻段與民航無線電業務頻段緊密相鄰，如：民航導航（指點標）頻段為74.6MHz-75.4MHz;廣播電視業務頻段為76MHz-84MHz;調頻廣播頻段為87MHz-108MHz;民航導航（ILS、VOR）頻段為108MHz-117.975MHz;民航VHF通信頻段為117.975MHz-137MHz。 由于頻段相鄰，若兩個系統間無隔離措施，相互影響的幾率很大。

信號接收技術

對于信號本身而言，因受地波效應及各種障礙物的阻擋影響，在沿地表傳輸時距離有限，但在寬廣的空中，即便是較弱信號也能覆蓋;對于接收電臺而言，相對于地面電臺，處于一種傳統設計及延續性考慮，機載電臺不能像地面臺那樣，隨電磁兼容性的要求變化增配耦合器、隔離器等設備，在選擇性方面，顯得十分脆弱。總之，民用航空器在空中受到干擾是由信號本身的傳播特性和自身設備的設計缺陷造成的。

寄生調幅

寄生調幅是指寬頻帶調頻波中包含不同頻率的信號分量（頻率連續分布）。 當通過RLC回路時，RLC回路對不同頻率分量顯現出不同的輸出阻抗，從而導致輸出信號幅度變化，成為調幅波形式。由于器件的非理想型，調頻器在載波調制的過程中，其幅度也受到了調制信號或其他干擾信號的調制，這就是調頻信號的寄生調幅，事實上幾乎所有的調幅輸出都帶有寄生調幅。對于調頻通信而言，其對寄生調幅這種干擾有較強的抑制力，因此在規定發射機輸出調頻信號附帶的寄生調幅參數限制時，也就不是特別嚴格，但對于接收選擇性差的調幅通信而言，接收機解調出調幅信息后，地空通信信道中就會夾雜著廣播節目或其他干擾信息。

互調干擾

互調干擾[1]是由傳輸信道中非線性電路產生的，當兩個或多個不同頻率的信號輸入到非線性電路時，由于非線性器件的作用，會產生很多諧波和組合頻率分量，其中與所需要的信號頻率相接近的組合頻率分量會順利通過接收機而形成干擾，這種干擾稱為互調干擾。通常而言，廣播電視部門設備功率過大，采用大功率發射，小則幾百瓦，高至上千瓦。民航的地空通信功率低至幾瓦，高至50瓦。這種上千倍的功率差，使兩者在互相影響方面，民航地空通信受到的影響更大。尤其是在過年期間，某些區調區域內的航班時常會清晰地聽見廣播節目。理論分析，對民航通信較為有害的互調分量一般來自三階互調[3]。

干擾分析

廣播電臺媒體業務的干擾

隨著我國社會的不斷發展，為了更好地滿足我國人民的精神需求，各種廣播電臺以及民間電臺的設立和使用都在快速的增長中。在這個過程中，由于廣播電視業務中所使用的頻率與民航業務中使用的頻段非常接近，同時廣播電視業務的無線電功率設置也逐漸增大，并且沒有配置非常完備的濾波配套裝置，促使在使用過程中非常容易出現廣播電臺信號串進航空通信頻段的情況，這使得航空無線電通信經常受到干擾。

“黑廣播”干擾影響

那么干擾信號多大可以對直線距離

453 km、高度10000 m的飛機產生干擾呢？假設機載電臺接收機靈敏度為1μV（-107dBm），天線增益為0 dBi，頻率為120 MHz，在自由空間傳播下最遠通信距離的傳輸損耗根據公式L=32.45+20lgD+20lgF計算得出127dB，根據公式-107=P-127計算得出等效輻射功率P=20 dBm=100 mW。

從以上計算可以看出：干擾源只需要100 mW的等效輻射功率就可以對453 km范圍內飛行高度10000 m的飛機產生干擾，而“黑廣播”發射功率都在1 kW以上，因此很容易對飛機產生干擾，嚴重時甚至會導致機組聽不清或聽不到令等，影響飛行安全。

“黑廣播”對民航地空通信頻率頻繁造成干擾，究其原因還是因為其占用的調頻廣播頻段87～108 MHz與民通信頻段117.975～137 MHz相近，在發射功率過大、不加裝濾波器、設備簡陋不達標以及缺乏維護等情況下較強的互調信號和雜散信號落入民航地空通信頻段內，一旦這些信號進入民航機載或者地面臺站的接收機時，就會對民航地空通信頻率造成干擾。 另外，近兩年“黑廣播”不斷趨于專業化、規模化，個別不法分子通過在房門上及房間內安裝攝像頭、路由器、遠程遙控設備，可以遠程實時監控設備房間內外的動態，當懷疑自己的電臺被盯上時，就可以遠程關閉電臺，讓執法人員無從下手、無功而返[5]。 所以“黑廣播”干擾相對于其他類型干擾查處大、耗時更長，對民航通信頻率造成的影響經常會更持久。

干擾案例

（1）案例1

某地的民航地空通信頻率為120.95 MHz，從2006年3月份開始，受到了調頻廣播的干擾，飛機在經過點“XXXXX”附近時，飛行員在信道中聽到有持續的廣播節目，無奈只能啟用備頻，120.95 MHz被迫停用。后查實，120.95MHz信道上的廣播節目正是105.3 MHz的廣播節目。105.3 MHz廣播發射機的寄生調幅通過和89.7 MHz互調產生互調產物120.9 MHz串入120.95MHz信道。

分析得出，該互調屬一型三階互調，即兩個工作頻率互調的產物。公式為105.3 MHz+105.3 Mhz-89.7 MHz=120.9 MHz。假設民航通信系統與該調頻廣播臺之間沒有足夠的保障距離，由于廣電設備功率與民航通信設備功率相差甚大，那么在120.9 MHz±120 KHz的范圍內都會受到干擾，即約10個地空通信信道都會受干擾。

（2）案例2

1996年4月下旬，某管制室120.50 MHz頻率受到不明廣播電臺干擾，難以正常指揮飛機，對飛行安全構成極大威脅。經統計，該信號干擾范圍以“XXX”點為半徑，100 km區域內對空中機載電臺造成影響。隨后對該干擾源進行實地追蹤。仔細監聽后，發現是XXX省人民廣播電臺節目。至此，對該臺進行廣播信號源占用帶寬、殘波輻射等技術參數全面檢測，通過互調干擾計算，排除主發射臺造成的干擾。后期通過了解，查明在某兩地各有一座可疑調頻廣播差轉臺，發射頻率分別為89.7 MHz和100.6 MHz。檢測參數后發現兩臺發射機技術參數不合格，諧波分量和占用帶寬極大，89.7 MHz設備頻偏已偏至90.7 MHz。實驗后確認為兩差轉臺造成此次干擾。

理論分析此次干擾原因是100.6 MHz的三次諧波與90.7 MHz的二次諧波互調干擾，即100.6×3-90.7×2=120.4MHz，與管制頻率120.50 MHz相近。因上述兩差轉臺未經無線電管理部門審批，通過當地無線電管理機構責成其停止工作后，排除了干擾。

干擾對民航的危害

長久以來，我國民航對于安全性以及可靠性的要求都是非常高的。在這樣的情況下，電臺廣播干擾及“黑廣播”干擾對于民航的影響都是非常嚴重的，而且在干擾較為嚴重的情況下，將會對飛機的安全飛行產生相當嚴重的影響。 輕則影響飛機的正常起飛或降落，引起復飛的情況，嚴重的時候甚至會引發空難，對人民的生命以及財產產生巨大的威脅。對于將安全飛行作為核心目標的民航而言，無論是通信、導航還是氣象設備受到干擾，危害都是非常嚴重的，不但會大大加重飛行員和管制員的工作量，同時還會對航班產生連鎖的影響，打亂民航的原本飛行計劃，而對于將要降落的飛機而言，一但通信受到干擾，將會使其無法正常降落，因此造成復飛，這些情況都會帶來很大的損失，同時也會使得飛行過程中的風險性大大提高。

干擾管理原因分析

設備原因

廣電部門設備功率過大，設備性能不穩定是造成航空導航干擾的主要原因。發射設備超負荷工作，臺站集中，設備老化、帶外雜散大幅度超標[2]。廣電部門存在一些擅自設臺、隨意變更臺站核定參數的現象。由于廣播電視系統頻率屬專用，在頻率規劃和臺址審批時無須經過無線電管理部門的初審和電磁兼容性分析，這樣就沒有充分考慮頻率互調、諧波對其他無線電臺站造成的干擾。某些廣電部門“先設后報、擅自設臺”的現象也時有發生，為了擴大廣播電視信號覆蓋范圍，未經規劃和審批，擅自加大發射功率，隨意變更臺址，有的甚至變更發射頻率，這些都是造成無線電干擾的重要因素。

區域管理范圍

空中交通服務的范圍同行政區劃設有很大的不同[4]。一個空中交通管制中心的服務空域可能要跨越若干個省，由于地域上的差異，對口管理有很大的難度。民航設立地空通信臺站，只在當地備案，但這個頻率可能還需要鄰近周邊的地方無線電管理機構進行保護。由于信息不暢，有的地方無線電管理部門對于民航的一些干擾申訴不能作出正確的判斷，因沒有受干擾的證據，故不能及時采取措施消除干擾源。另一方面，空中交通服務受業務及政策驅使，改變扇區劃設方案，導致地空通信系統的覆蓋范圍改變，由此引發的干擾問題對地方無線電管理機構來說就更加難以處理了。

解決辦法

從以上分析可以看出，民航要徹底消除調頻廣播對民航地空通信的干擾是不現實的，但通過技術及管理手段，分區域采取相應的保護措施，可以把調頻廣播對民航地空通信的干擾限制在可容忍的范圍內，從應用的角度解決干擾問題。

培訓交流

通過組織培訓交流經驗，讓從事民航無線電相關人員對無線電管理、頻譜管理、調頻廣播及設備結構與工作原理有更全面的了解，有效提升對干擾的分析和處置能力，以便能夠在第一時間發現干擾點、干擾類型及干擾頻率。

加強審核

在媒體行業飛速發展的過程中，廣播電視媒體的設置攻略在不斷變大，同時其天線高、信號強度大、頻帶寬等特點使得其成為干擾民航無線電通信的最主要因素之一。為了更好地避免出現干擾現象，無線電管理機構應該履行自身的職責，對廣播電視媒體的設備發射機進行嚴格的審核，對其設備質量和應用方法進行嚴格的控制，通過這樣的方式來更好地改善電磁環境，為民航無線電通信的順暢提供更好的保障。

加強監測

民航建設無線電監測網，在需要重點關注的地點設監測與記錄設備，實時監測調頻廣播發射性能與工作狀況，提高處理干擾問題時效。民航組建無線電干擾監測站，專門執行對空中交通服務區域內無線電干擾的信息收集與處理工作，及時向民航及地方無委報告干擾信息，在需要時到干擾區域內查找干擾源。

加強管理

督促廣電部門嚴格執行相關技術標準和管理規定，加大頻率臺站管理力度，加強廣播電視、電臺的監測。如果臺站資料清楚，干擾查出則容易許多。嚴格執行設臺審批制度、加強設臺前的設備監測、加大無線電監督檢查力度是無線電管理工作的重中之重。此外，黑廣播也是干擾民航通信的一重要原因，無委會加強對黑廣播的監控也是避免民航通信受干擾的重要保證之一。

加強宣傳

在民航無線電通信干擾的發生原因中，有一部分是由于無線電臺的使用者不懂也不了解非法設臺的危害[6]。為了更好地避免這種情況，無線電管理機構需要不斷強化對相關法律法規以及危害的宣傳，通過這樣的方式來讓設備使用者、銷售者都更好地對其危害和需要負的責任有明確的認識。 以此來更好地保證人們都可以合理合法地應用無線電的頻率，合法設置無線電臺。為了達到這個目標，相關部門的工作人員可以采用印制發放宣傳冊、開展培訓和宣傳等方式，更好地保證人們規范使用無線電。

結論

綜上而言，解決調頻廣播對民航通信干擾問題，應在充分宣傳的基礎上，建立民航空中交通服務部門與各個地方廣電部門及無線電管理部門信息共享工作關系，監管好設施的同時，也著眼于預防新干擾出現。民航應努力搭建和廣電合作的橋梁，使雙方在兼顧對方利益的同時提升自身產業發展水平。

參考文獻：

[1]中國民用航空局.甚高頻地空通信地面系統第1部分：話音通信技術規范[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/BZGF/HYBZ/201708/P020170804562203452128.pdf，2016-05-09.

[2]孫清淼.調頻廣播對航空通信的干擾及處理方法探究[J].中國新通信，2019，21（04）：5.

[3]李國強.民航無線電干擾案例分析[J].中國無線電，2004（12）：32-34.

[4]俞建明，張保明.民航導航頻率受廣播臺站干擾的問題分析[J].中國無線電，2006（02）：22-23.

[5]張磊.民航地空通信頻率受“黑廣播”干擾影響分析及治理思路[J].通訊世界，2019，26（05）： 29-30.

[6]張彥.民航無線電通信干擾分析及防范此類干擾的對策研究[J].數碼世界，2019（03）：35.