廖錚
(中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局技術(shù)保障中心 廣東省廣州市 510405)
民航事業(yè)的發(fā)展在很大程度上提升了交通出行的效率,這為社會經(jīng)濟的發(fā)展提供了重要的保障,在這個過程中,人們能夠獲取更加舒適便捷的交通出行方式。民航事業(yè)對于飛行安全性具有較高的要求,但是在當(dāng)前的發(fā)展階段下,無線通信技術(shù)被大量應(yīng)用,造成了較為復(fù)雜的電磁環(huán)境,在這種情況下,保證航空通信的安全性以及穩(wěn)定性存在較大的困難,一旦在飛行的過程中,通信系統(tǒng)發(fā)生故障,就會在很大程度上降低飛行的安全性。因此對于民航空中管制工作來說,需要對甚高頻地空通信的質(zhì)量進行嚴(yán)格的監(jiān)控,確保飛機飛行過程中通信的穩(wěn)定性,解決好目前民航甚高頻通信中互調(diào)干擾的問題,從而為民航的安全運營保駕護航。
從無線電干擾產(chǎn)生的形式上來看,主要是由于無線電在通信的過程中會攜帶一定的電磁能量,而相關(guān)的電磁能量是對民航甚高頻通信產(chǎn)生影響的重要因素。由于在通信的過程中,電磁能量能夠通過耦合或者其他方式進入到通信回路中,進入到通信回路中的這部分額外的電磁能量往往會對有用的信號產(chǎn)生破壞,影響信號的質(zhì)量,甚至導(dǎo)致信號丟失。目前來看,無線電干擾主要可以分為五種類型,分別是信道干擾、同信道干擾、阻塞干擾、帶外干擾以及互調(diào)干擾。從信道干擾來看,該類型的干擾主要是在通信區(qū)域存在較強功率的鄰近信道,由于相鄰信道的電磁能量較強,因此對于本信道信號的接收造成影響,降低通信的質(zhì)量;從同信道干擾來看,該干擾形式主要由于飛行通信中所使用的信號頻點與其他通信信號頻點相同,導(dǎo)致信號接收裝置在接收飛行通信信號的過程中,會同時接收到其他的通信信號,進而影響有用信號的通信;從阻塞干擾來看,當(dāng)飛行通信信號較弱,會出現(xiàn) 高頻互調(diào)和接收頻率兩旁的干擾信號,這種干擾問題會對信號接收機的信號接收質(zhì)量造成影響,導(dǎo)致阻塞干擾問題的產(chǎn)生;從帶外干擾來看,發(fā)射機雜散輻射與諧波接收信號是導(dǎo)致干擾產(chǎn)生的主要原因;從互調(diào)干擾來看,主要是一種由多項信號所導(dǎo)致的干擾。從民航通信實踐來看,互調(diào)干擾也是一種影響比較大的干擾,對于通信的質(zhì)量,以及信號的穩(wěn)定性均有很大的影響,甚至?xí)?dǎo)致通信系統(tǒng)運行異常,對于正常民航運營,以及飛行安全性會造成很大的威脅。
在研究互調(diào)干擾的過程中,首先需要明確互調(diào)干擾滿足的條件,在通信工程中以?1、?2、?3來代表基頻,基調(diào)以及新干擾頻率,以M 和N 代表系數(shù),那么互調(diào)干擾的滿足關(guān)系就是?3=M?1+N?2。
可以將互調(diào)干擾看作是單線程向多線程轉(zhuǎn)變的過程。對于末級非線性通道往往容易產(chǎn)生信號互調(diào)的問題,導(dǎo)致較強電磁干擾的產(chǎn)生。因此在接收機接受多個信號的過程中受到的干擾會加強,對于通信的質(zhì)量以及通信的穩(wěn)定性均會產(chǎn)生影響,同時這種問題也會進一步影響信號發(fā)射機的信號發(fā)射性能,由于同時存在多項通信信號,因此發(fā)射機在工作的過程中自身的負(fù)荷會增加,在這種情況下,發(fā)射機的發(fā)熱問題會較為顯著,最終影響信息發(fā)射機的使用壽命,或者造成發(fā)射機零部件損壞。
在我國民航事業(yè)不斷發(fā)展的過程中,航空出行成為一種較為主流的出行方式,能夠有效的提升出行的效率,目前我國多個地區(qū)都在興建機場,這為民航事業(yè)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ),但是由于機場數(shù)量的增加,各種飛機通信設(shè)備也在大規(guī)模的使用,在這個過程中信號發(fā)射的頻率有了很大的增加,在此背景下互調(diào)干擾問題出現(xiàn)的頻率大幅度的提高。
一般來說,甚高頻臺站往往會配備8-16 個甚高頻信道,相關(guān)的頻段會由通信系統(tǒng)進行合理的調(diào)配。在單體電臺啟用的過程中,有多種因素會對天線的架設(shè)要求以及架設(shè)方式產(chǎn)生影響,在這種情況下,使用高頻共用系統(tǒng)往往會受到隔離器以及濾波器的影響,想要保證通信的質(zhì)量以及通信的穩(wěn)定性,就需要能夠合理的選擇通信的頻率,一旦所選擇的頻率缺乏合理性,就會導(dǎo)致互調(diào)干擾問題的產(chǎn)生。
從互調(diào)干擾產(chǎn)生的位置以及類型來看,主要可以分為四種類型,分別是:發(fā)射機互調(diào)干擾類型、 外部干擾類型、接收機互調(diào)干擾類型以及廣播電臺互調(diào)干擾類型。從不同互調(diào)干擾的原理來看,發(fā)射機互調(diào)干擾主要是因為發(fā)射機在發(fā)射電磁信號的過程中,功放電路也會產(chǎn)生一定的電磁信號,而這兩種電磁信號能夠進行一定的耦合,從而導(dǎo)致互調(diào)干擾問題的產(chǎn)生,一般來說該類型的互調(diào)干擾常見于一些天線或饋線接觸不良的通信系統(tǒng)中,同時外部互調(diào)干擾與環(huán)境因素也有緊密的聯(lián)系,環(huán)境的溫度,濕度變化都會導(dǎo)致外部互調(diào)干擾的產(chǎn)生。接收機互調(diào)干擾是一種由于接收機內(nèi)部互調(diào)頻率,所導(dǎo)致的帶內(nèi)干擾現(xiàn)象,接收機的電路具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性,在運行的過程中往往會受到不同干擾信號的影響,相關(guān)的干擾信號就是導(dǎo)致接收機互調(diào)干擾的重要因素。目前來看,我國民航無線電通信的頻段一般在 118~137MHz,而廣播電臺的無線電通信頻段在88~107.9MHz,由此可見,無論是民航的無線電通信頻段,還是廣播電臺的無線電通信頻段都屬于甚高頻,二者的頻率比較相近,對于民航無線電通信來說,頻率之間的相互干擾是一種較為普遍的問題,對于相關(guān)問題的解決主要是通過頻率隔離來實現(xiàn)的,如果缺乏相應(yīng)的隔離措施,就會導(dǎo)致廣播電臺互調(diào)干擾問題的產(chǎn)生。
對于民航高頻通信來說,互調(diào)干擾的影響主要體現(xiàn)在以下三個方面,分別是對發(fā)射機使用壽命以及運行穩(wěn)定性的影響;對發(fā)射機有效功率的影響;對空間電磁波秩序的影響。
在民航無線電通信中,發(fā)射機是十分重要的通信設(shè)備,發(fā)射機能夠?qū)o線電信號發(fā)射,發(fā)射機的運行穩(wěn)定性,對于無線電信號的質(zhì)量具有重要的影響。在復(fù)雜的電磁環(huán)境下,想要保證發(fā)射機能夠穩(wěn)定的運行,就需要采取科學(xué)有效的防干擾措施,來防止在信號傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)互調(diào)干擾的問題。通過應(yīng)用相應(yīng)的防干擾措施,不僅能夠有效的防止發(fā)射機在運行的過程中由于干擾過強導(dǎo)致功率過大影響發(fā)射機的使用壽命,同時能夠進一步提升發(fā)射機信號發(fā)射的質(zhì)量,避免了干擾信號影響正常的信號發(fā)射,在對發(fā)射機采取防干擾措施的過程中,需要調(diào)整發(fā)射機與天線的匹配關(guān)系,從而加強對發(fā)射機的保護,同時相關(guān)的技術(shù)人員還需要重視對通信系統(tǒng)的檢查,確保能夠及時找出通信系統(tǒng)的漏洞,進而實現(xiàn)對干擾信號的有效屏蔽。甚高頻通信指的是30MHz~300MHz 之間的通信頻率,在進行甚高頻通信的過程中需要采取一定的措施將發(fā)射機與天線進行單向隔離,采取該種措施能夠減少外部干擾信號對發(fā)射機的影響,起到一定的干擾信號屏蔽作用,在對發(fā)射機與天線匹配方式進行調(diào)整的過程中,需要保證所采取的發(fā)射機與天線匹配措施能夠適應(yīng)信號的彈性跨度因素,綜合多方面的干擾因素,對發(fā)射機的信號范圍進行進一步的調(diào)整,最大程度的降低干擾信號的影響。
從導(dǎo)致民航甚高頻通信互調(diào)干擾的因素上來看,外部環(huán)境也是引發(fā)互調(diào)干擾的重要因素,且外部環(huán)境的影響往往具有一定的不可預(yù)知性。因此在解決民航甚高頻互調(diào)干擾的過程中,就需要將外部環(huán)境因素的影響進行有效的控制。相關(guān)的技術(shù)人員需要對外部環(huán)境干擾的條件進行細致的分析,重視對信號監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)。在對民航通信系統(tǒng)進行維護的過程中,工作人員需要對外部環(huán)境因素導(dǎo)致的互調(diào)干擾引起充分的重視,確保能夠采取科學(xué)有效的措施,對外部環(huán)境干擾因素進行控制,通過對環(huán)境干擾因素進行分析,準(zhǔn)確的找出引起互調(diào)干擾的根源,在這個過程中,需要細致的對外界信號進行篩選,從而準(zhǔn)確的找出導(dǎo)致干擾的信號,根據(jù)相關(guān)干擾因素的特點有針對的解決措施。在應(yīng)用信號監(jiān)測系統(tǒng)評估信號,找出干擾信號的過程中,為了保證該系統(tǒng)能夠始終穩(wěn)定的運行,需要加強對系統(tǒng)的檢查維護,一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)本身存在漏洞需要及時進行修補,同時如果在信號監(jiān)測的過程中,發(fā)現(xiàn)通信信號傳輸不穩(wěn)定,需要及時處理,防止因為通信信號傳輸問題影響民航飛行的安全性。
目前來看,在外部環(huán)境影響因素中,通信設(shè)備接觸不良是比較容易出現(xiàn)的問題,因此在對通信系統(tǒng)進行日常維護的過程中,需要加強對通信設(shè)備的檢查,對于接觸不良的通信設(shè)備需要及時進行處理維修,防止在飛行通信的過程中出現(xiàn)信號質(zhì)量不佳以及信號丟失等問題。在通信設(shè)備檢修的過程中,如果發(fā)現(xiàn)元器件存在銹蝕的問題,需要對相應(yīng)的元器件進行更換,同時還需要對新?lián)Q的元器件進行涂油處理,防止相關(guān)的元器件再次出現(xiàn)銹蝕的問題。通過加強對外部環(huán)境影響因素的控制能夠有效避免由于外部因素引起的互調(diào)干擾問題,在對外部影響因素進行控制的過程中,需要切實加強對民航通信系統(tǒng)的日常維護,并根據(jù)外部環(huán)境影響因素的特點來是制定相應(yīng)的互調(diào)干擾處理措施,最大程度降低外部環(huán)境因素對民航通信造成的干擾。
接收機主要對發(fā)射機發(fā)射的無線電信號進行接收,是民航通信系統(tǒng)的重要組成部分,同時在實際的使用中,接收機也比較容易受到干擾。由于地面以及空中信號時常會產(chǎn)生變化,因此對于接收機運行的穩(wěn)定性具有比較高的要求,如果無法保證接收機能夠穩(wěn)定的運行,就會在很大程度上影響信號接收的質(zhì)量甚至造成信號丟失。因此對于民航通信系統(tǒng)來說,為了保證能夠穩(wěn)定高質(zhì)量的進行通信,就需要采取相應(yīng)的手段,降低對接收機的干擾。比如在日常的通信系統(tǒng)維護工作中加強對接收機回路的檢查,在接收機開機的狀態(tài)下,排查接收機在接收信號的過程中是否存在故障,如果發(fā)現(xiàn)問題,則需要根據(jù)相關(guān)問題出現(xiàn)的原因,采取有針對性的措施予以解決。為了進一步減少接收機的干擾,可以應(yīng)用濾波器,濾波器能夠過濾掉無線電通信過程中的雜波,有效防止產(chǎn)生互調(diào)干擾的問題,同時還要保障混頻器以及高放等存在平方律特點的器件,比如放置結(jié)型場效應(yīng)管。確保民航通信的穩(wěn)定性以及質(zhì)量。
在當(dāng)前的發(fā)展階段下,民航事業(yè)快速發(fā)展,確保通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及質(zhì)量對于提高飛行的安全性具有重要的意義,目前來看,民航甚高頻通信中互調(diào)干擾的問題較為嚴(yán)重,針對這一問題,需要加強對互調(diào)干擾因素的研究,明確產(chǎn)生互調(diào)干擾的原因,在此基礎(chǔ)上采取有針對性的措施,加強對民航通信系統(tǒng)的日常維護,避免互相干擾問題的產(chǎn)生,保障民航通信的質(zhì)量,從而進一步提升民航飛行的安全性,促進民航事業(yè)的發(fā)展。