淺談民航甚高頻語音通信系統(tǒng)

摘 要：我國民航安全水平處于世界前列，但隨著民航事業(yè)的高速發(fā)展，我國大小型機(jī)場越來越多，配套的甚高頻通信系統(tǒng)使用量逐年增加。另外由于無線電自身的特性，空域中參雜了各種干擾信號，導(dǎo)致甚高頻語音通信系統(tǒng)有時(shí)出現(xiàn)接收到廣告、未知指揮命令、雜音等問題。本文將介紹甚高頻語音通信系統(tǒng)的組成方向切入，研究其干擾原因以及相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：甚高頻;干擾;措施

一、語音通信系統(tǒng)基本狀況

目前，民航語音通信系統(tǒng)是民航飛行保障中的“順風(fēng)耳”，其運(yùn)行情況與飛行安全息息相關(guān)。國家大力培養(yǎng)高精尖人才、鼓勵(lì)通信信息產(chǎn)業(yè)、發(fā)展通用航空事業(yè)、建設(shè)民航強(qiáng)國等各種戰(zhàn)略，我國機(jī)場和機(jī)場附屬產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，現(xiàn)在通信系統(tǒng)可以傳輸語音、文字、圖片、甚至視頻。我國傳輸話音的通信系統(tǒng)主要有甚高頻通信系統(tǒng)、高頻通信系統(tǒng)和航空移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。其中，甚高頻通信系統(tǒng)性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟、成本低，但只能滿足視距傳輸;高頻通信系統(tǒng)技術(shù)成熟、成本低，但傳輸距離不穩(wěn)定、通信質(zhì)量差、易受大氣干擾;航空移動(dòng)衛(wèi)星通信通信距離遠(yuǎn)、緯度80度以下全覆蓋，但是運(yùn)行費(fèi)用極高，供應(yīng)商少。因此，我國民航地空語音通信系統(tǒng)中最常用的是甚高頻通信系統(tǒng)，通過建設(shè)甚高頻遙控臺(tái)實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離通信。

二、甚高頻語音通信系統(tǒng)組成

民航甚高頻語音通信系統(tǒng)以話音為媒體，通過無線電、光纜、電纜進(jìn)行傳輸，供地面與飛機(jī)、飛機(jī)與飛機(jī)之間通信聯(lián)絡(luò)使用。我國甚高頻頻率范圍118-136.975MHz，間隔25kHz，最大通信距離超過200公里。甚高頻系統(tǒng)發(fā)射時(shí)，輸入的話音信號（300-3400Hz）與系統(tǒng)中振蕩器產(chǎn)生的載波信號進(jìn)行調(diào)制，經(jīng)多級濾波放大后通過天線發(fā)射;接收時(shí)，天線接收的信號與系統(tǒng)中振蕩器產(chǎn)生的載波信號進(jìn)行解調(diào)，經(jīng)多級濾波放大后送至喇叭或耳機(jī)，發(fā)出話音。

甚高頻系統(tǒng)由電源、收發(fā)機(jī)、遙控盒、天線以及監(jiān)控單元組成。系統(tǒng)配置交直流兩種電源：抗市電異常干擾的UPS交流電和免維護(hù)的蓄電池。收發(fā)機(jī)雙供電，互為備份，正常情況交流供電，交流供電異常時(shí)，電瓶立即為其供電。其功能是實(shí)現(xiàn)話音信號的頻譜搬移：當(dāng)發(fā)射時(shí)，話音信號與載波信號調(diào)制，經(jīng)處理后送至天線;接收時(shí)，從天線輸進(jìn)的信號與載波信號解調(diào)，經(jīng)處理后送至喇叭或遙控盒。遙控盒主要負(fù)責(zé)處理話音信號，實(shí)現(xiàn)語音信號與電信號互轉(zhuǎn)。采用垂直極化的天線，發(fā)射和接收無線電磁波，實(shí)現(xiàn)電信號與電磁波互換。監(jiān)控單元，可監(jiān)視和控制甚高頻語音通信系統(tǒng)工作狀態(tài)，通過它可掌握所有在線主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，也可修改所控任一主機(jī)配置。部分機(jī)場配置甚高頻遠(yuǎn)程遙控臺(tái)：在遠(yuǎn)處配置甚高頻語音通信系統(tǒng)（包含電源、收發(fā)機(jī)、天線），將其遙控盒、監(jiān)控單元部署在近處的辦公區(qū)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。

三、甚高頻語音通信系統(tǒng)常見干擾

常見甚高頻語音通信系統(tǒng)采用幅度調(diào)制（AM 調(diào)制），如圖2-1，調(diào)制信號f（t） 改變載波信號s（t）幅度。調(diào)制后信號頻譜（公式2-1）包括載波信號與調(diào)制信號的和值與差值，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移。解調(diào)如圖2-2，用載波信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后頻譜（公式2-2）包含三種頻率，由于調(diào)制信號頻率（話音信號）遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于載波頻率，使用低通濾波可將信號濾除。然而，空氣中存在著各種頻率雜亂的干擾，如高斯干擾，加上電子元件受溫度、濕度等影響，調(diào)制信號并不單一，已調(diào)信號頻率復(fù)雜多樣。設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中常出現(xiàn)如下幾種干擾：

同頻干擾，即干擾信號和有用信號的載波頻率s（t）相同，對接收機(jī)造成的干擾。接收頻率相同的甚高頻天線距離過近時(shí)易出現(xiàn)此類干擾。鄰頻干擾，即載波頻率間隔小，通頻帶有交叉，出現(xiàn)相互干擾。帶外干擾，一種情況是發(fā)信機(jī)濾波電路缺陷，晶振諧波被輻射出去引起的干擾，另一種情況是收信機(jī)雜散輻射以及電路缺陷引起的干擾。當(dāng)設(shè)備溫度升高時(shí)，電容阻值對發(fā)生變化，收發(fā)信機(jī)濾波電路會(huì)出現(xiàn)偏差，散熱不佳的設(shè)備容易出現(xiàn)此類干擾?；フ{(diào)干擾，不同頻率信號進(jìn)入非線性電路后產(chǎn)生的諧波頻率與所需信號頻率相同而出現(xiàn)的干擾。人為干擾，不法商家利用無線電產(chǎn)品發(fā)射各種頻段的信號-非法廣播，產(chǎn)品設(shè)備質(zhì)量差，占用帶寬大，干擾甚高頻系統(tǒng)接收。

四、甚高頻干擾解決措施

4.1定期維護(hù)甚高頻系統(tǒng)，減少因質(zhì)量問題引起的干擾

語音系統(tǒng)中帶外干擾和互調(diào)干擾常見起因是設(shè)備工作環(huán)境異常，電子元件出現(xiàn)溫漂，使得濾波電路截止頻率改變，或設(shè)備接口不緊，干擾語音信號的發(fā)送和接收?？刂茩C(jī)房的溫濕度，最佳溫度22±2℃，最佳濕度45-65%，關(guān)注設(shè)備散熱情況，定期關(guān)機(jī)檢查各個(gè)連接處，檢查設(shè)備駐波比，功率，電池情況。有異常的設(shè)備應(yīng)盡快檢修或更換，以防產(chǎn)生雜亂信號干擾正常電臺(tái)。同頻干擾解決方法之一是設(shè)置頻偏-將發(fā)射機(jī)的載波頻率設(shè)置一個(gè)微小頻率偏差（最大偏差不能超過8kHz），使得存在同頻干擾的兩電臺(tái)載波頻率不一致，并在接收機(jī)處部署腔體濾波器以抑制頻偏設(shè)置引起的干擾。鄰頻干擾指頻譜有交叉，采用物理隔離，同一空域不采用相鄰波道頻率;也可提高基站ACLR及ACS要求，減少鄰頻干擾。一般鄰頻干擾無法完全消除，只有努力提高放大器性能和濾波器性能進(jìn)行優(yōu)化。

4.2加強(qiáng)頻率監(jiān)管，阻止非法廣播

甚高頻電臺(tái)接收到非正常語音信號如廣告的情況時(shí)有發(fā)生，干擾地面與飛機(jī)通信，影響安全。切換備用頻率是應(yīng)急首要措施，另外由機(jī)場或民航、地方無線電委員會(huì)、廣電協(xié)調(diào)配合，找出干擾源，恢復(fù)頻率的正常。追究非法銷售、使用此類電臺(tái)的人員或公司的法律或刑事責(zé)任，減少此類情況發(fā)生。建議民航局、無委或政府定期打造頻率資源方面的廣告、公告等，讓公眾知曉頻率方面法律，私自使用害人害己。無委定期排查未登記頻率，若出現(xiàn)非法使用方，及時(shí)告停。維護(hù)好頻率排查工具，提高排查速率。政府加強(qiáng)對檢測設(shè)備研發(fā)的支持，讓檢測設(shè)備低價(jià)高質(zhì)，做到有無線電執(zhí)照的單位和個(gè)人均有檢測設(shè)備。

4.3 甚高頻干擾時(shí)有發(fā)生，合理運(yùn)用其他通信設(shè)備以應(yīng)急

誠然，甚高頻信號時(shí)間時(shí)延小，機(jī)載設(shè)備和地面設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，使用和維護(hù)方便。但甚高頻波頻率高，衰減快，受電離層、地形影響，僅能滿足視距傳輸距離。在航路的高山或高樓建設(shè)甚高頻遙控臺(tái)，利用光纜或衛(wèi)星傳輸接入，可部分解決覆蓋問題，但由于廣電網(wǎng)段和甚高頻網(wǎng)段交叉，干擾問題一樣存在。要滿足航空運(yùn)行無縫通信要求，減少干擾，滿足遠(yuǎn)距離傳輸要求，利用衛(wèi)星通信技術(shù)建立備用通信設(shè)備—航空移動(dòng)衛(wèi)星通信（AMSS）。此系統(tǒng)由空間衛(wèi)星、機(jī)載地球站、地面地球站組成，以L、X、Ku波段無線電進(jìn)行傳輸，在海洋和邊遠(yuǎn)地區(qū)可作為主要得通信手段。

五、總結(jié)

甚高頻通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但運(yùn)行過程中極容易因系統(tǒng)內(nèi)電子元件或系統(tǒng)外電磁環(huán)境干擾。提高大力發(fā)展電子技術(shù)，提高設(shè)備穩(wěn)定性、抗干擾能力和檢測工具質(zhì)量必不可少。同時(shí)，政府、民航、無委等機(jī)構(gòu)積極協(xié)調(diào)合作，創(chuàng)造純凈、高效的無線電磁波環(huán)境。另外，國家和公司持續(xù)支持發(fā)展、研究、創(chuàng)造新通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種語音通信設(shè)備配合使用，縮小語音通信盲區(qū)，為提高民航飛行安全水平做鋪墊。

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作者簡介：高山（1994-10-），男，漢族，四川自貢人，本科，助理工程師，研究方向：空管設(shè)備運(yùn)行維護(hù)。