空管设备电磁干扰源定位算法研究

苑芳铭

引言：

科技的发展促进了航空管理的技术飞跃，通信导航建设设备保有量在此环境下逐渐增加。同时，受到无线电频谱资源紧张的影响，私人广播电台、视频无线传输、移动通讯站等无线电的发射系统，都会成为电磁干扰源，对民航的空管设备造成影响，严重时甚至会导致地空通信中断的产生，因此，必须在充分了解电磁干扰概念的基础上，对其分类条件进行明确的划分，从而采取有针对性的科学计算模型对其进行有效的管理，降低电磁干扰源对空管设备的影响条件。

一、无线电干扰基本概念与类型划分

（一）无线电干扰概念

简而言之，无线电干扰源就是以无线电磁波形式存在的信号，由于其存在与应用条件，影响并阻碍了电磁信号的高质量通信。甚至在空管设备使用中，这种影响甚至会直接导致无线电磁信号的终端。从连接方式分析，无线电磁干扰信号通过直接或间接的耦合方式，将自身的信号内容在常规无线电磁线路中进行叠加，从而造成了不可逆的损失条件。

（二）无线电干扰分类

根据无线电磁的应用原理，可以将其干扰类型划分为互调干扰、交调干扰与副波道干扰这三个较为典型的干扰类型。首先，在互调干扰中，无线电磁信号在正常进行收发传递的过程中，在端口处受到干扰源的影响，并出现了变频的问题，这种变化属于非线性的作用关系，在具体的语音通信中表现出明显的呼啸声；其次，交调干扰最为典型，虽与互调干扰有相似之处，两者的差异表现也极为明显，在交调干扰的影响下，最先出现变化的是变频器，并在其传导作用中，降低了无线电磁通信的质量，即便是在处理难度上，交调干扰也表现出较强的处置难度；第三，副波道干扰的表现较为特殊，如果某个特定的电磁信号在变频器的处理后成为了干扰信号，就可被称作副波道干扰，因此这种干扰方式也被形象的成为寄生波道干扰。通过以上三种无线电磁干扰类型的分析不难看出，变频器的应用兼具了正向与负面的两方面作用水平，不仅是电磁传导的有效工具，同时，也是放大干扰信号的基本条件。

二、空管设备的电磁干扰源定位算法

（一）电磁波衰减模型

为了保证对空管设备电磁干扰源定位的准确性水平，在计算方法与模型中，必须加入相应的地球曲率半径条件下产生的误差条件，并由此修正误差对定位模型数据计算的影响效果，增加远距离位置定位测算的精度条件。

对空间信号展开检测的过程中，诸如下滑信标一类的精密设备，可以帮助飞机提供良好的垂直方向引导信号，从而保证数据的准确性水平。例如，当下滑的标称值为3°时，这一参数信息是在水平平面下提出的，如果下滑的距离增加，大地坐标与相应引导天线的位置条件会发生些许的变化，因此对于地球曲率信息误差的修正是十分有必要的，距离条件越大，误差参数的影响效果就越明显。

当检测数据在几公里以上时，受到地区半径条件的影响，GPS坐标位置必须进行重新的定位与计算，并重新计算出信号发射电磁监控点之间的相对高度和水平距离，从而保证整体信号的稳定性水平[1]。在进行距离修正计算的过程中，可以将发射点定义为PT，将接收点定位PR，在假设两点还把高度一致的条件下，假想PO为地球的几何中心点。在此数据模型的基础上，将大地坐标数据作为参数条件，PR与PD之间的水平距离条件是扇形的恒定阈值a，高度条件就可定义为具体的hR-hT，在此计算方法下产生的位置点坐标就可用（a，hR-hT）来表示，然而却与实际的位置点（A，H）有明显的差异性条件。例如，当地坐标相距15km时，其高度差值的数值条件达到了13m以上。而这一条件会随着具体距离数值的增加而不断扩大。

在自由空间的耗损中，有功率条件的电磁辐射源可以用具体的数值P0指代，在距离条件为r的位置处功率计算就可用PS=P0/4πr2来表示[2]。将这一计算公式进行延展，将球面的位置条件r带入，就可产生法向面积为S的模型，此时这一面积条件下可以接收到的最大功率条件Pr的数值与PsSmax相等，计算公式可以表示为

Pr=PsSmax=P0Smax/4πr2

由此，仅需计算这一区域的最大面积值Smax就可完成计算内容。

在此过程中，可尝试引入波长条件X，并将此范围视作波长包围的整体区域，将波长视作此面积的周长条件，在不同的形状下，展现出差异性的面积条件。在定积最大原理的指导下，当形状出现等边三角形时，就会在面积上达到峰值[3]。由此可将面积基本定义为：

S3=X2/12√3≈X2/20.4

如果这一图形为正方形，则表示为：

S4=X2/16

当形状为正六边形，则可将具体定义为：

S6=X2/8√3≈X2/13.6

然后，将此公式进行延展，可以得到圆形的最大面积计算公式，并表示为：

Smax=X2/4π

由此将光速C=3×108m/s的数据带入，并将距离设置为公里，频率设置为兆赫兹，就可完成计算模型的设计内容，并表示为：

Lossf（dB）=-32.437-20log10r（km）-20log10f（MHz）

由此公式作为自由空间耗损的表达内容，并有效的验证距离与衰减的正比例关系，而当频率增加时，也会表现出衰减率的增加。

（二）无线电定位模型

在对干扰源进行定位的过程中，其原理内容是建立在无线电磁自由空间耗损模型的基础上的，将二次雷达的工作频率保持在1090MHz的条件时，可以直接的出以下的公式模型：

X-37.5-20lg（P1）=Q1

X-37.5-20lg（P2）=Q2

X-37.5-20lg（P3）=Q3

在公式中，X作为位置的数值，P1、P2、P3则分别代表三个点检测的信号强度水平，当Q1、Q2、Q3为未知的数量单位时，表示点位与点位与干扰源的距离条件[4]。当Q1、Q2、Q3所对应的点位条件分别固定时，可以应A、B、C完成指代，后沟根据坐标条件（X1，Y1），（X2，Y2），（X3，Y3），并由此将干扰点的位置设置为（X4，Y4），然后分别将A、B两点设置在X轴上，直接映射到新建立的直角坐标系中，就可将A点的坐标设置为（0，0）、B点坐标为（XB，0）、C点的坐标为（XC，YC）。由此，在进行镜象对称的处理中，应用频谱仪器或是场强仪器对天线雷达进行连接，将天线的主播束对准计算模型中求出的两点位置，从而将强信号定义为真实的干扰源，完成整体数据内容的计算。

总结：

在应用电磁波衰减模型与无线电定位模型的过程中，可以在电磁比幅计算的基础上，大致的估算出干扰点所在的位置，并在天線瑞利界之外的干扰源进行探测。同时，发挥电磁波衰减定律的指导作用，在综合分析地球曲率半径的基本条件下，增加远距离干扰源的估算精确度。同时，在二次雷达设备中，可以有效的完成800m-50km距离区间的干扰计算，为提高精确度条件创作基本前提。

参考文献：

[1]郑良广，王飞，侯晓伟.传导性电磁兼容干扰信号自动处理研究[J].电子设计工程，2018，26（03）：125-128.

[2]曾涛，龚熙.自动气象站温度传感器在现场检定中电磁干扰源的探讨[J].电子测试，2017（19）：8-9.

[3]陈少昌，任圣君，章耀文.基于盲波束形成的电磁干扰源定位[J].微型机与应用，2017，36（10）：89-91.

[4]曹亮杰.关于电磁兼容与电磁防护相关研究探讨[J].中国新通信，2016，18（08）：133.