民航甚高频台站无线电干扰排查及分析

张金星

（中国民用航空西北地区空中交通管理局青海分局，青海西宁，810000）

0 引言

随着国内经济形势的发展,，航班飞行流量不断增多，民航甚高频通信台站也在不断增多。近年来，随着台站周围商业的不断发展，各类电力、广播设施及移动基站等设备导致民航甚高频台站周围电磁环境日益复杂，大量无用高能量信号不断通过直接或间接耦合的方式进入接收设备信道或接收系统中，引起有用信号接收质量降低或强干扰信号导致通信中断，严重影响民航安全，本文利用干扰原理和干扰排查方法进行民航甚高频台站无线电干扰案例分析，总结和思考对干扰进行排查和预防的手段。

1 常见民航甚高频台无线电干扰类型及干扰源

1.1 常见民航甚高频无线电干扰类型

在民航干扰案例中，常见干扰源的干扰类别为同频干扰、邻道干扰、互调干扰、交调干扰、中频干扰和杂散干扰等。

互调干扰是指两个或多个无用信号同时落入在混频器的输入端，经混频器的非线性特性产生接近接收机中频的组合信号，落入中放频带内形成的干扰。互调干扰具有多种形式，但在考虑互调干扰影响时通常以三阶互调干扰为主。

中频干扰是指当干扰信号与接收机中频频率接近或相同时，干扰信号落入到混频器输入端，混频器对此无用信号相当于一级(中频)放大器，将干扰信号放大，由此引入之后电路，将无用信号解调输出后形成干扰。

同频干扰是指具有相同载波频率的发射设备在一定范围内发射时多个信号对接收机造成的干扰，通常采用频偏来减缓干扰产生。

交调调制是指有用信号与干扰信号一起落入混频器时，由混频器的非线性特性产生的干扰。

邻道干扰是指在频率间隔相邻的波道，干扰信号传输的频率带宽超过波道宽度，对邻近频率信号造成的干扰。

1.2 常见干扰源

在民航干扰案例中，常见干扰源除广播设施以外，设备自身故障干扰、设备参数不匹配导致的干扰、能产生高能量无用杂散辐射的设备也常常出现，常见无线电干扰现象与无线电干扰源对照分析如表1所示。

表1 常见干扰源及干扰现象

2 常见民航甚高频天线共用系统结构

目前民航甚高频台站中使用甚高频天线共用通信系统最为常见，它采用合用收发天线，后续接入带通腔体滤波器、耦合器、单向器等措施，使多个甚高频电台相互隔离且匹配共用，从而达到节约天线数量，降低电台间的干扰，充分发挥共用系统信道多、系统容量大和信道间互不影响的优势，大大提高了通信能力和集成程度。

以R&S XU4200电台组成的四信道甚高频天线共用系统为例（图1），接收机通过天馈系统接收信号，并经过耦合器分路，通过带通滤波器、3db功分器、电台将甚高频信号滤波、检波、解调处理得到语音信号，将机组语音传输到管制员耳机中；管制员语音通过电台调制，经过主备切换继电器选择射频线路，带通滤波器滤波，由耦合器合路后送给天馈系统。

图1 R&S XU4200 天线共用系统

3 干扰案例分析

3.1 邻道干扰案例分析

青海空管分局某甚高频台站拥有三套R&S XU4200 4信道天线共用系统，天线塔高十五米，收发天线位于塔顶不同高度层。2021年一段时间范围内用户反映有如下出现干扰情况出现：在阴雨天等天气电磁环境变差时，A、B频率信道电台均在一套4信道天线共用系统中且频率差极为接近，使用过程中A频率发射会在B频率接收机中收到，B频率发射A频率接收机中不能收到。此次干扰为典型的邻道干扰案例，技术人员通过远程调整接收机接收门限，但后续效果不理想，且接收门限的调整有影响通信距离及区域甚高频信号比选器信号输入整体性，技术人员前往台站调节滤波器选择性参数后干扰消失，但滤波器选择性调节多少数值合适，除日常经验外也可以通过数据计算得出。

在实际运行工作中，出现邻道干扰，主要由收发天线间隔、相邻干扰频率的间隔、接收机的静噪门限、接收机的邻道抑制、发射机的功率、收发滤波器选择性等因素共同决定。其中可以调节接收机静噪门限、收发滤波器选择性、发射机功率等参数来抑制邻道干扰产生。

以仅调节滤波器选择性为例，调节参数计算过程可由以下分析得出：

从干扰角度分析，当邻道干扰出现时，受干扰接收机接收口信号强度P接收机大于接收机静噪门限值P门限，即P接收机＞P门限，P门限可由接收机设置获得；

接收机接收口信号强度P接收机由信号传输角度分析可由以下公式计算出：

上式中L滤波器为接收滤波器选择性（可调节参数），L射频组件损耗1为接收系统射频组件损耗（可用矢量分析仪测出，通常为1至3db），接收机天线接收口输出的信号强度P天线接收可由以下公式得出：

上式中，L空间损耗为发射天线与接收天线间电磁波空间传输损耗（可由收发天线间距Dkm及干扰频率FMHz算出），L邻道抑制为固定参数（可参考 MH/T 400.1-2016《甚高频地空通信地面系统第1部分：话音通信系统技术规范》测出），其中P发射为发射天线辐射功率，可由功率计测量或如下公式计算：

上式中P发射机为发射机发射功率，L插入损耗为发射滤波器插入损耗（可用矢量网络分析仪测出，通常为1.5db），L射频组件损耗2为发射系统射频组件损耗（可用矢量网络分析仪测出，通常为1至3db）

至此除L滤波器外所有参数均 可 得 出，通 过（1）（2）（3）（4）式计算，当受干扰接收机接收口信号强度P接收机大于甚高频接收机的静噪门限值P门限时，可得出接收滤波器选择性L滤波器最小值，从而避免邻道干扰出现。

3.2 甚高频天线共用系统间干扰案例分析

青海空管分局某甚高频台站拥有一套R&S XU4200 4信道天线共用系统，一套R&S XU4200 2信道天线共用系统，一台测试电台单机，天线塔高三十米，收发天线位于塔顶不同高度层。2018年一段时间范围内用户反映有如下出现干扰情况出现：2信道天线共用系统频率A出现与测试电台单机频率B串绕；4信道天线共用系统C频率和测试电台单机B频率均存在噪声干扰；2信道天线共用系统频率D存在长收噪声干扰。结合用户反馈和远程监控观察，干扰情况可由表2更直观表示。

表2 干扰情况表

根据表2及干扰统计分析，此干扰可分为发射干扰和接收干扰两类，确定出A频率为发射干扰，C频率和D频率为接收干扰，B频率同时存在发射和接收干扰。再按是否由2个及以上频率同时发射时出现干扰，可划分出A/B频率和B/C频率两组进行对比分析，初步判断这两组频率内部之间存在互调或交调干扰可能。

当地无线电管理委员会工作人员使用频谱仪测试台站天线场地频谱，排查发现当地广电仅有两个广播频道在发射，且在环境排查中发现民航甚高频台站距光电发射台较近。通过对两个广电频率及高能杂散波频率和台站受干扰频率对比计算发现产生的三阶互调频率不会对民航台站频率构成干扰，由此排除三阶互调干扰可能。

在进一步排查过程中，无线电管理部门通过采取联系当地广电暂时关闭发射机的方式，再次用频谱仪测试空管台站天线场地电磁环境，发现底噪下降且D频率电台长收情况消失，A、B、C频率三个频点干扰依然存在。由此分析判断D频率干扰为杂散干扰，排除A/B频率和B/C频率间三阶互调干扰。

经过进行不同测试以及数据分析判断，此次台站甚高频系统干扰产生的原因如下：D频率电台干扰为杂散干扰；B、C频率干扰为电台频率间隔较小且临时天线架设导致收发天线距离较近造成的交调干扰；A、B频率是处于同一天线共用系统中参数调节不佳导致的交调干扰。根据以上排查情况，空管技术人员进行下消除工作：

通过调整D频率电台收滤波器插入损耗和选择性等参数，长收现象消失，干扰排除；

调整A频率电台发射滤波器中心频率驻波比及插入损耗和选择性等参数并适当降低发射功率，A、B频率语音串扰情况消失，干扰排除；

对于B、C两个频率的排除，首先通过调整B频率和C频率收发滤波器参数，但收发干扰均未消失，继而在使用C频率电台后使用双腔滤波器增大选择性的方法进行测试，但干扰仍未消失，后期因B频率测试期满后设备拆除，台站无干扰。

3.3 变压器杂散辐射案例分析

青海空管分局某甚高频台站拥有一套R&S XU4200 4信道天线共用系统，三台甚高频单机电台，天线塔高约为45米，收发天线位于塔顶不同高度层，该台站位于县城内，电磁环境较为复杂。此次干扰过程中用户反映某频率存在较为频繁的间歇性干扰，断续接收到“刺啦”的干扰噪声，电台RCMS监控观察有较为频繁的静噪激活情况，整个台站所有甚高频电台底噪较高，初步判断由杂散干扰引起通信设备异常接收的情况。此次干扰严重影响民航通信安全，遂报当地无线电管理委员会协助排查。

根据上述情况分析后，空管机务员及无委技术人员通过便携式信号分析仪测量台站附近电磁环境中发现该处民航甚高频频段的确存在底噪抬升异常情況。排查人员先后在台站室内、屋顶、铁塔下测量电磁环境未找到明显异常干扰方向，不断搜寻后在台站附近楼房顶楼视线良好处测得明显干扰信号，在民航通信频段118MHZ-136.975MHZ内存在强度约为-65dbm，带宽约为3MHZ的杂散干扰信号，波形较为规律，视距范围内无遮挡处有一箱式变电站，疑似由此变电站引起。后续在变电站附近测量时波形与楼房顶楼测得波形一致，变电站与空管台站天线塔间视距无遮挡。根据变电站与台站铁塔距离与高度利用无线电磁波传播模型公式计算出变电站干扰信号传播到甚高频天线处功率略高于该台站甚高频接收机静噪门限。据此可判定民航基高频台站干扰由附近箱式变电站抬高底噪及杂散辐射超标造成间歇性干扰。为消除此次干扰当地无线电管理委员会联系变电站所属单位作隔离屏蔽处理。

4 结束语

对于民航甚高频台站无线电干扰问题的排查过程中，需要通过各类干扰现象及信号逐段排查进行分析，并考虑到甚高频通信设备的内部原因、甚高频通信设备间的相互干扰、甚高频台站周围电磁环境等方面的问题，因此排查过程较为繁琐，难度大。

基于民航甚高频通信台站频率范围固定及通信系统较为简单等特点，空管技术保障部门应定期、有计划的巡检设备及监测台站周围电磁环境，排查自身及台站周围干扰源。另外民航甚高频无线电干扰的查找和处理，不仅仅靠空管技术保障部门的努力，还需要加强与其他单位之间的协作。民航无线电专用频率受到干扰，时常是广电等频谱用户发射的无线电信号频率及功率不在申报的规定范围内、设备老化信号的带宽超过规定带宽等引起，也有黑广播或大功率设备屏蔽措施不佳引起的干扰，干扰申报至无线电管理委员会后，相互配合进行排查的过程也是经验的积累。对民航甚高频台站无线电干扰的分析，即可以预防干扰的产生，又可以对加速干扰的排查和解决过程，保民航飞行安全。