调频广播对民航甚高频频段的干扰分析

王荣盛

【摘 要】随着人民生活水平的提高，旅客出行数量不断增加，民航飞行任务量也随之激增。民航系统的通信导航干扰问题，是民航相关部门应该重视的安全隐患。不光要从技术手段进行剖析处理，还要在管理手段上加以预防。无线电干扰的产生复杂多变，技术分析难度大，排查难，这些都是客观事实。如果在民航内部管理上主动防御，将可以产生事半功倍的效果。

【关键词】调频 调幅 干扰

目前民航系统所使用的甚高频电台是对空广播、航务管理、管制指挥等重要的通信工具。近年来，航空无线电频段（108MHz-137MHz）受干扰况时有发生，民航使用的甚高频电台受到各种干扰影响，问题日趋严重，存在安全隐患。无线电干扰会造成甚高频通信距离缩短，通信噪声造成通话质量下降，话音失真，甚至无法通话联系。干扰的出现无形中增大了管制员和飞行员的工作量，浪费信息传递时间，严重影响飞行安全。

1 调频广播对航空通信频率的干扰种类

按照我国有关电磁兼容（EMC）国家军用标准中GJB2081-94 （87～108MHz频段广播业务和108～137MHz频段航空业务之间的兼容）的定义，调频广播电台对航空通信的干扰可以分为四类：A1，A2，B1，B2。

A1是指单部广播发射机产生的杂散发射或由同台址多部广播发射机产生的互调产物进入航空接收机，造成干扰。

A2是指广播发射机工作频率靠近108MHz的边带辐射进入航空接收机造成干扰。

B1是指当两个或两个以上广播信号进入接收机，由于非线性作用而落入接收机通频带内引起的干扰，也就是接收机互调。

B2是指一个或多个广播信号，导致航空接收机前端过量，过强的广播信号进入航空电台后，可能造成放大器，混频器电路进入非线性状态，最终导致接收机灵敏度下降，覆盖区域小。

这四类分类基本归纳了民航甚高频通信受调频广播干扰的情况。

调频广播电台工作在87MHz-108MHz频段，为覆盖更大接收面积，广播电台发射功率大（一般功率在1KW以上），台址架设位置较高，调频广播设备电台设备大多陈旧，且处于长期发射状态，对设备的精度指标要求低。而与之相临频段的民航甚高频通信设备要求通信范围广，接收机灵敏度高，通话质量要求高。甚高频电台功率一般不能超过50W，尤其是甚高频电台调幅解调的工作原理限制了其自身的抗干扰性。

2 调频广播电台对民航甚高频的干扰原理分析

2.1 调制分析

1947年开始，国际民航组织就是用国际电信联盟分配的VHF频段（118-137MHz）作为民航地空通信的主要频段，使用AM调制。在当前复杂的电磁环境下，民航甚高频电台AM调制解调方式的弱点逐渐凸显出来，抗干扰能力差，对电磁环境要求高。

而与之相反，调频广播采用FM调制方式（图1），理论上说FM调制信号是等幅波，但实际实现过程中由于器件的非理想性，调制过程中，幅度也受到调制信号或其他干扰信号的调制，形成调频信号的寄生振幅。对于调频设备本身来讲，可以通过寄生调幅器，或有限幅功能的鉴频器去掉干扰，所以调频系统对寄生的调幅干扰不敏感。而调幅解调系统解调的包络检波器是无法抑制寄生调幅干扰的。如果一个理想的调频信号输入调幅系统，解调不出任何信息；如果存在寄生调幅信号，所携带的信息和调频信号基带信息相近，民航甚高频接收机就会解调出信息，这就会出现民航甚高频电台通信收到调频广播的干扰原因。从电磁兼容角度讲，民航地空通信设备自然成了受干扰的敏感设备。

2.2 频谱分析

调频广播频率与民航地空通信频率采用的都是甚高频频段，互调干扰是最普遍存在的干扰现象之一，而调频广播对民航甚高频频段影响最严重的互调干扰主要来自三阶互调干扰。

三阶互调产生原理：频率F1的二次谐波是2F1，它与频率F2产生了寄生信号F=2F1-F2。由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），它们俩合成为三阶信号，其中F被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。这里的F就是在无线发射过程中，互调产生了一个新的信号源，这个频率就是无用的发射衍生信号。

举例说明，2016年2月27日至3月4日，沈阳进近2号扇区主用频率119.825MHz在荒山子地区受到严重地面广播干扰。民航无线电电台解调的干扰信息内容为非法调频广播电台的卖药信息。干扰期间，对荒山子地区现场接收非法调频广播，搜到的广播电台频点分别为89.2MHz、91MHz、91.6MHz、97.8MHz、100.9MHz、105.3MHz。根据三阶互调公式F=2F1-F2计算，将上述6个可疑频点列入公式组合计算，最后得出一组数据非常符合干扰民航频点119.825MHz的条件，即：105.3MHz*2-91MHz=119.6MHz，非法调频广播91MHz与105.3MHz三阶互调后产生的信号非常临近沈阳进近2号扇区主用频率。由于非法广播的设备质量差，带宽范围较大，自然会影响对民航频点119.825MHz的正常使用。在沈阳市无线电管理委员会的帮助下，打掉了91MHz的非法广播后，三阶互调条件不成立，沈阳进近2号扇区主用频率干扰消除。

根据实际的干扰排查工作经验总结分析，调频广播频段对民航频段形成二阶互调干扰可能性基本不成立；调频广播的五阶互调可能性存在，但是五阶互调的功率衰减很大，民航甚高频通信加装有腔体滤波器，对于较弱的信号杂波有过滤功能，因此也可以不考虑五阶互调的干扰因素；而三阶互调干扰将是调频广播影响民航甚高频电台的主要原因。另外，针对调频广播的频谱范围（87～108MHz），使用三阶互调公式计算F=2F1-F2可知，三阶互调干扰对民航118MHz—129MHz的影响最为典型。

2.3 功率分析

对于地空通信ICAO标准与推荐应用要求，空中信号场强为75UV/M，相当于在0dB增益的天线上获得-82dBM（功率绝对值）。在这样的信号强度下，要求带外干扰信号强度不能超过-4dBM，带内干扰信号最大不超过-104dBM。

参考上述标准，结合实际干扰排查案例分析，可辨识的调频广播干扰信号幅度-95dBM作为基准线，超出该幅度的信号都是隐患干扰源。民航地空通信设备的发射功率不过50W， 广播发射机的发射功率一般在成百上千瓦，它由多个放大器组成，由于放大器的放大特性不是理想的线性，起输出含有非线性成分。当放大器输入有不同的工作频率时，输出就含有互调产物。从功率角度分析，二者相差悬殊。

3 减少民航通信导航干扰合理化建议

3.1 合理使用通信导航站与机场设备

为了最大限度的消除干扰，需要对通信导航站以及机场的相关设备进行科学合理的布局，对于同一工作频率的天线和设备需要拉开安全距离，保障天线的隔离度。对于大功率的接收设备以及发射设备需要分开进行放置，避免将通信设备设置在有电磁辐射的房间中，在对机房内线路、设备布局时，需要深刻的分析电磁辐射情况，在必要的情况下，可以由上级部门开展检测工作，对于部分杂散设备，需要采取科学的屏蔽措施，减少内部设备互相干扰产生。

3.2 合理分配民航甚高频通信频点

采取科学的措施减少系统内部干扰，这不仅需要加强外部电磁环境的治理工作，还要对内部进行整顿。民航通信在分配主用、备用频率时，应该充分考虑到当地的实际情况，防止同频干扰、临频干扰、互调干扰等因素产生。在进行实地的电磁环境监测外，还要将主、备频点的间隔尽量加大，防止同时被干扰，影响管制指挥。

3.3 做好台站、机房内部电磁环境的控制

为了避免电磁环境等因素影响飞行器正常飞行，需要做好台站、机房内部电磁环境的控制工作，定期对民航台站、机房内部及外围环境进行电磁环境监测，记录电磁环境的改变，分析电磁环境的变化，了解设备的电磁环境改变，及时消除其中的安全隐患。另外，在新增台站时，也需要加强环境测试，防止新增台站架设之初的选址位置电磁环境差，避免新增设备影响飞行器的正常飞行。

3.4 建立干扰快速协调查处机制

民航东北空管局与辽宁省无委建立快速排查反应联动机制，主动与地方无委、当地监管局保持联系，互设专人联系干扰事宜，主动协调配合省无委排查工作。各单位能够按照《无线电干扰处置程序》进行通报，及时与地方无委沟通。主动到现场配合排查，建立干扰测试跟踪制度，对于干扰持续时间较长的，配合保障单位进行测试，掌握第一手信息，制作干扰进度表，查找规律，同时将干扰区域落在行政区地图上，精确到市县村，便于地方无委缩小排查区域，为排查提供必要数据，提高排查效率。完善跨地区干扰处置协调机制，建立跨地区干扰所在行政区属地化管理，建立联系方式。

4 结语

究其调频广播对民航甚高频频段干扰的起因，有最初无线电频段分配的历史原因，设备工作原理先天设计原因、当前电磁环境复杂、干扰排查困难等诸多因素组成，想从根本上彻底解决还是困难重重。目前，我们只有通过加强技术分析及科学安全管理上下功夫，建立排查协调长效机制，纳入中心QSMS运行手册，作为常态化管理。采取积极主动的应对措施，处理好电磁兼容问题，制定出完善的管理制度，开拓新思路，积累经验，摸索干扰管理有效方法。加强对相关人员的培训与教育，将安全隐患扼杀在摇篮中，才能保障空管飞行安全。