民航通信系统预防和查找无线电干扰的方法

王一达

（吉林市无线电监测站，吉林 吉林 132000）

0 引 言

随着我国航空事业的建设与发展，国内航线建设数量逐渐增多，航班航次也在逐年上升。航空事业的发展需要通信系统的支持，但民航通信系统长期以来受无线电干扰影响问题显著，该问题一直限制民航通信系统的高效运作。近年来，随着无线电台的增加，受到的信号干扰越来越多，无线电信号干扰问题已经严重影响到民航通信安全。解决民航通信系统通信安全问题迫在眉睫，研究预防和查找无线电干扰对提高民航通信系统无线电监测能力和提高系统抗干扰能力有着重要的意义。

1 民航通信系统的构成

民航通信系统的信号类型较多。根据信号特征可分为模拟通信系统和数字通信系统，根据传媒介质可分为有线通信系统和无线通信系统，根据调制技术可分为3类。按信号频谱特性分为基带系统和频带系统，按调制方式分为连续波调制系统和脉冲调制系统，按信号复用方式分为时分、频分、码分以及空分等多类。民航通信系统由信号源、信号发送设备、信道、信号接收设备以及信宿等组成。

模拟通信系统依据接收信号波形来分辨接收端信号接收是否失真，数字通信系统通过识别数字状态确定接收信号是否正常。二者采用的编码方式不同，模拟信号采用信源编码，数字信号采用信道编码所占用的频带较宽。当相邻信道中一个信道的信号较强时，发生相邻信道被占用的概率较高，可能引起互调干扰、电磁干扰或串扰。在有效的通信范围内，多台电台之间互相通信，相邻频道之间的距离较近时就会发生信号干扰，从而影响民航系统的正常通信。对通信系统而言，通信容量较大，通信噪声也就会更大，通信容量较大的信道就会对相邻信道造成干扰。由于民航通信系统无线电干扰因素较多，因此预防和查找无线电干扰要根据原因采取有效措施[1]。

2 民航通信系统受无线电干扰的类型

2.1 电磁干扰

电磁干扰分为同信道干扰和相邻信道干扰。载波频率和调制方式与有用信号相同时称为同信道干扰，这主要是因为两个信道之间设置间隔的距离较近，导致电磁信号相互干扰。民航通信系统与其他系统相邻信道信号之间的干扰即为相邻信号的干扰，可分为带内干扰与带外干扰。其中，带内干扰的程度远远高于带外干扰。

2.2 互调干扰

移动通信所用的角度调制是一种非线性调制方式，两个或多个干扰信号同时加到一个信道或接收机时即为互调干扰。互调干扰是影响民航通信系统通信质量的重要因素，严重时会导致信号失真，使地面控制中心与飞行员失去联系，导致飞行员无法接收到地面民航指挥中心的飞行提示和指挥，难以保证飞机飞行的安全。除造成飞行飞机与地面指挥中心通信中断外，还会影响民航设备之间的运行情况，如影响发射机所发射的工作频率。发射机所发射的工作频率一般能够达到谐振点标准，当设备发生互调干扰时，设备通信信号失灵，线路受到影响后发热，严重时引起设备元件或线路烧损，甚至引起发射机的损坏[2]。

产生互调干扰的条件有两个，一是几个干扰信号的频率和接收机的接收频率存在差等关系，二是干扰信号应有足够的强度。

2.3 人为干扰

民航通信系统为移动通信系统。大气中的噪声、城市人为噪声、郊区人为噪声、银河系噪声、太阳系噪声以及接收机内部噪声等都会干扰民航通信系统的通信信号，从而影响正常通信。

2.4 串 扰

当无线电的两个通信频率间隔较近时，就会发生无线电通信频率在同一个电波通道串扰的问题。串扰会使通信传输的信号频率发生混乱，影响民航系统的正常通信。串扰问题和民航通信系统信号频率设计与布局不合理有关。

3 预防民航通信系统无线电干扰的方法

民航通信系统的通信业务包括地面业务通信、场内移动通信、有线电话通信、地空通信、航务管理通信、对空广播以及机要通信等。其通信业务广泛，通信系统覆盖范围内的信号类型较多，发生无线电信号干扰是难以避免的，只能通过加强无线电监测来预防干扰，并在发生无线电干扰时及时查找信号，以免各个子系统之间发生通信失联的问题。

3.1 强化民航业的无线电专用频率保护

民航无线电通信是民航通信系统的基础，但基于无线电高频之间的干扰，一定要加强无线电布设的审批与监管，确保无线电台设置和频率指配的合理性，为民航通信创建一个安全的环境。对于民航通信部分专用的无线电频率，要采取有效措施强化保护，加强对电磁环境的抗干扰设计，定期检查无线电设备，及时发现无线电设备潜在的电磁干扰并采取抗干扰措施解决无线电干扰的隐患，为民航通信系统创建健康安全的通信环境[3]。

3.2 加强民航通信系统无线电干扰的监测

民航通信系统无线电干扰的监测是预防和查找无线电干扰和处理干扰源的基础。为保证民航的健康安全发展，要完善民航通信系统无线电监管相关的法律法规，加强对民航通信系统无线电干扰的法律监管。监管要涉及无线电设备商家、设备安装施工单位以及无线电设备信号监测等各个环节。无线电干扰的监测环节是监管的重点范围，要通过行政管理的手段加强对无线电干扰源监测信息的检查和抗干扰的执行情况，以便于为无线干扰查找和定位提供更多详细的数据。

3.3 加强无线电的抗干扰能力

从目前无线电技术的发展情况来看，在通信信号跨空间传输过程中，发生无线电信号干扰是难以避免的。在众多的无线电干扰源中，有一部分无线电干扰源的来源极其复杂，不排除故意干扰。一些特别的航线或航次，飞行属于保密，信号的泄漏将给不法分子可乘之机。面对这种无线电干扰，首先应该采取信息隐藏技术加密通信信息，以防通信信息被截获。其次要加强对通信信号的监测，提高民航通信系统无线电通信电子设备的隐蔽性和反侦察性，采用频率法、结构法、时间法、振幅法、空间法以及混合法等对无线电通信电子设备进行加密，提高民航通信系统的无线电抗干扰能力。最后还可以在民航通信系统中引入抗干扰通信体制和系统，来提升系统对无线电的抗干扰能力。引入高速短波异步DFH系统，该系统的高跳速可以积极地对带有不明目的的无线电干扰进行追踪和抗干扰，提供双重保障来确保民航通信信号传输的安全性。

4 查找无线电干扰的步骤与方法

查找民航通信系统的无线电干扰方式需要民航无线电监测系统的支持，通过主动监测方式获取信号干扰源，为查找无线电提供定位和导航依据，缩小查找范围。在使用民航无线电监测系统时，应注意以下要点。

4.1 根据监测系统监测的结果查找

当用户发送的报道受到无线电干扰时，监测人员要根据监测系统情况，记录详实的干扰信息并汇总成报告。记录的内容包括干扰事件发生的时间、事件持续的时间、无线电干扰的程度以及干扰时间带来的影响等。制作报告时要以发生时间作为检索目录，以便于查找和搜索无线电干扰的位置。飞行员在飞行途中遭遇到无线电干扰事件时，应记录干扰时间发生时飞机的位置、海拔以及航向等信息。在此基础上利用自动化软件分析无线电干扰的原因，检测设备使用状况[4]。

4.2 不间断搜索地面设施

当已经完全确定受无线电干扰失去信号时，需要重新搜索地面设施，及时与地面指挥中心取得联系，并将持续监测的结果通知下去。地面的固定无线通信电子设备应该安装可移动的无线电干扰监测系统。当机载无线电干扰监测系统无法启用，或地面无法与飞行员取得联系时，可由地面固定无线电干扰监测系统提供间接性的无线电干扰监测。当地面固定无线电干扰监测系统监测到无线电干扰源时，应及时与专家取得联系，移动固定无线电干扰监测系统附属设施近地面的便携式无线电干扰系统。一般情况，干扰源就在固定无线干扰监测系统设施的周围，在靠近固定无线电干扰监测系统设施时要不间断持续性的搜索地面设施，确定准确的干扰源。

4.3 扩大查找范围

当用户受到间断性干扰时，需要借助移动无线电干扰监测系统进行查找和定位。使用移动便携式无线电干扰监测系统监测间断干扰信号时，要尽可能的扩大无线电干扰信号查找的范围。有自动查找设备的情况下，采取自动搜索模式持续性的搜索信号，并逐渐扩大范围，直到找到无线电干扰源。

4.4 借助机载无线电干扰监测系统查找干扰源

由于飞机的无线电覆盖范围面积较大，一般包括了地面设施的无线电覆盖面积，因而飞行员在报告无线电干扰时，由地面设施进行无线电干扰源的搜索难度要大于飞机查找定位。一般情况下，遇到无线电干扰时应先由机载无线电干扰监测系统对无线电干扰源进行查找和定位，以确保民航飞机飞行的安全。当飞机遇到紧急情况必须由地面设施负责查找和定位干扰源时，地面设施要采用电话线对飞机进行远程遥控，利用有线通信取得联系，再了解飞机航行情况和机载无线电干扰监测系统的监测情况，及时获取飞机对无线电的监测情况，根据飞机反馈信息排除式查找无线电干扰源，找到后协调有关部门处理影响航线的无线电干扰源。移动便捷的无线电干扰监测系统的监测优势是监测范围不受限制，可通过移动来扩大监测范围，其中无人操作模式更是为扩大监测范围的实际操作提供了方便。

5 民航通信系统预防和查找无线电的案例

某民航机场民航通信系统的语音系统采用高频和甚高频设计，提供远程无线电通航服务和短途通航服务。在遇到无线电干扰问题时，高频远程通信服务使用频率不受限制，抗干扰能力强，可以为飞行员与地面指挥控制中心提供应急通信通道，确保飞行的飞机与地面指挥控制中心能够保持安全可靠的联系。甚高频不受地形环境和天气的影响，在短途通信中不会产生VHF信号，确保了短途通信的可靠性[5]。此外，还需对设备和外部无线电采取预防干扰的措施。

该机场采取的预防干扰的措施有以下3点。首先，在业务方面强化技能和设备维护。所有的民航无线电设备都要定期维护，定期调整发生功率，确保将中心频率的偏差控制在正常发射范围之内。对发射机的功率、塔台管制以及进近管制所的设备，应严格按照民航行业规范调整，预防互调干扰。对接收机，定期检查灵敏度和选择性，使设备性能保持在静噪门限电平规定的指标范围内，确保接收机始终保有抗干扰能力和电磁兼容能力。所有的无线电设备、天线以及滤波器等，在发生特殊天气后要进行全面系统的检查，确保民航无线电通信状态的健康性。其次，合理规划布局设备，采取规范的设备配置与安装，加强电磁环境的保护。一些重要的天线、无线电设备以及具有电磁辐射的设备采取隔离措施预防无线电干扰。每个发射台和发射机都配有独立的天线。所有天线的水平间隔与垂直间隔都经过信号测试，确保天线设置的距离不会产生互调干扰。对甚高频共用系统，无线电的发射设备与接收设备均分开放置，且通信设备与其他具有电磁辐射的无线电电子设备也分开放置。对于一些具有杂散电磁辐射的设备，采取了屏蔽隔离设计，预防杂散电磁辐射对其他无线电设备造成干扰。最后，民航通信系统与地方无线电管理部门建立了长效联系机制。无线电电子通信设备一律采用民航专用频率保护民航通信系统的通信安全。每月安排不少于480 h的监测，来强化民航通信无线电干扰的专项监测质量。

6 结 论

民航通信系统预防和查找无线电干扰是确保民航通信系统安全的重要基础。在无线电通信技术繁荣发展的今天，民航通信系统应根据当前系统运行中面临的电磁干扰、互调干扰以及人为干扰和串扰等无线电干扰问题，加强民航通信系统预防和查找无线电抗干扰的能力。具体需要采用自适应技术优化高频短波通信系统的电离层，提高高频的自适应能力。对无线电通信设备、天线以及滤波器等地面通信设施采取有效的隔离措施，提高民航通信系统对无线电抗干扰的适应能力。此外，要加强民航通信系统的无线电干扰监测能力，为民航交通管制运行提供通信导航服务，提高飞机与地面的通信能力和航空管制能力，进而预防和应对无线电干扰问题的发生。