民航无线电干扰分析及其排查

民航无线电干扰分析及其排查

[摘要] 无线电通信是空管系统对航空器实施有效管制的必需手段，包括雷达、地空通信、导航系统等皆使用了无线电资源。随着经济增长，各地无线台站、违法无线设备的使用，导致电磁环境日趋复杂。民航无线电通信受到干扰日益严重，已经成为危害航空安全的重要原因。本文将对民航无线电通信常见的干扰进行分析并提出相应的排查办法。

[关键词] 无线电干扰排查民航

1.前言

无线电干扰发生在无线电频谱内。什么是无线电干扰？由于一种或多种发射、辐射、感应或组合所产生的无用能量对无线电通信系统的接收产生的影响，引起有用信号接收质量的恶化，出现信息差错或丢失，甚至会阻断通信，这就是通常所说的无线电干扰。[1]

无线电干扰从原理来分，可以分为同频干扰、邻道干扰、互调干扰、杂散辐射干扰等。从干扰源来分，可以分为广播电视干扰，民航内部干扰，工、科、医射频设备干扰，大功率无绳电话干扰等。

2.无线电干扰的形成及分析

2.1同频干扰（同信道干扰）

同频道干扰是指凡载波频率与有用信号的载波频率相同，并以相同的方式进入收信机中频通带的非有用信号所造成的干扰，都称为同频干扰。这种干扰，在收信机中干扰信号与有用信号等同地被放大、检波和输出。这就降低了收信机的信噪比。当干扰信号足够大时，可造成收信机的阻塞干扰。

同频干扰大多不是机器设备出现问题导致的，而是人为造成的。例如非法大功率无绳电话直接使用航空通信导航专用频率，对航空通信导航产生最有害的直接干扰；有线电视信号在传输过程中由于电缆连接不好或屏蔽层破损引起信号外泄，泄漏达到了一定强度，就会对航空通信导航航频率产生有害干扰；无线视频监控系统对航管二次雷达造成干扰等等。以近几年情况来看，前两种情况发生概率较低，后一种情况有递增的趋势，航管设备保障人员应多加注意。

2.2邻道干扰

邻道干扰是来自相邻频道信号。它是由于收信机选择性差，或者是邻道发信机频带过宽造成的。对于前者，可以靠提高收信机的选择性来消除；而后者只能以限制相邻频道发信机带宽的方法加以解决。

邻道干扰大多是收发信机老化导致技术指标下降引起的。实际中此类干扰发生的概率非常低。主要原因在于我国民航无线电频率邻道间隔带宽都有严格规定，而且民航航管设备性能质量及技术指标在严格的维护程序下普遍较有保障。

2.3互调干扰[2]

互调干扰指当两个或两个以上的频率信号同时输入收、发信机时，由于电路的非线性而产生第三个频率称为互调频率f0，若频率f0恰好落入某个收信机的工作频率上，该频率将受到干扰，即互调干扰。

要想从根本上消除互调干扰是十分困难的，但通过采取一定措施也可减轻其影响。提高设备的抗互调干扰能力：一是尽量使各天线间的距离拉大，以增大信道间的耦合损耗；二是净化发信机输出电波，提高收信机选择性，以增大设备的线性度，压低互调分量电平。[3]

2.4杂散辐射干扰

杂散辐射干扰：指除发射机载波频率信号外的各种杂波。一般分为发信机寄生辐射和收信机寄生响应。

1）发信机寄生辐射：由于发信机多级倍频器的非线性及滤波特性的不完善，在发信机的输出端将产生许多寄生物，称之为寄生辐射，即发信机杂波辐射。

2）收信机寄生响应：收信机接收其它不需要频率信号的能力，称为寄生响应。在超外差收信机中，产生寄生影响的因素主要有镜像频率、中频频率以及倍频后产生的寄生谐波分量等。

3.民航常见干扰分析及排除措施

作为民航航管设备保障部门，我们日常遇到较多无线电干扰情况，但干扰的种类繁多、现象不一、发生时间不规律等，给干扰排查工作带来极大不便。由此，我们日常会对干扰情况进行统计和学习，提高干扰排查的效率。如图1为2011年某月的中南地区无线电干扰统计表。

图1 中南地区无线电干扰统计表

3.1民航部门内部干扰[4]

民航部门的无线电设备很多，而且流动性大，发生互相干扰是不可避免的。造成干扰的原因主要有三方面：一是设备故障，在错误的频道上错误的发射，或者杂散发射超标；二是设备安装配置不规范，致使发射功率不足、灵敏度不够，或者多台设备相互影响；三是人员违章操作或者因为缺乏无线电通讯知识而造成网络混乱。

此类干扰有个突出特点是时间连续性和现象单一性。以最近发生的一起干扰为例，广州区管管制员反映甚高频对空通信某频率地面持续收到背景噪声干扰，邻近三个台点同样收到，但机组未收到，严重影响管制服务。我们接到汇报时，马上展开检查，检查本地该频率发射机、接收机无告警，且接收机面板亦能听到该背景噪声干扰。接着，我们使用无线电干扰监测系统对该干扰进行测量，发现在该频率上确有一个低电平杂波。我们初步排除了其为接收机端产生的干扰。但发射机无异常且无告警，难道属于外来干扰？不对！如果是外来干扰，持续时间不应该如此长，现象不应该如此单一！我们把焦点调整到该频率发射机上，通过协调用户，对相应的发射机进行进一步检查，发现其中一台发射机在无告警、发射指示灯不亮的情况下仍在发射出杂波。关闭该台发射机后，干扰马上消失。

3.2广播干扰

广播包括声音广播和电视广播，广播发射台普遍具有发射功率大，天线高度高，工作环境恶劣，缺乏技术维护等问题。从理论上说，广播和电视广播可能对航空甚高频无线电话、中长波无线电导航等业务产生互调干扰、谐波干扰、杂散辐射干扰等多种类型的干扰。有线电视如果发生泄漏，其增补频道的信号还会对航空通讯造成同频干扰。[5]广播电台发射功率很大，一般都不少于千瓦级，即使残波辐射只占极小比例，其功率的绝对数值也是可观的。

此类干扰较常见为空中干扰，即对机组的接收机造成干扰。另外它的特点非常明显。日常干扰监听时，若在民航专用频率里面碰到了广播声，基本能确定其为广播干扰，此类干扰的排查建议从源头查起，分辨出该广播声属于什么广播电台，再联系广电部门进行处理。

3.3科研、工业、医疗干扰和其它罕见干扰

航空通讯中的科工医干扰并不多见，一方面是这种干扰本来就不容易出现在航空频段中，另一方面也不排除这种干扰难以查明。1995年新疆发生了一起计算机干扰导航频率的事件。当时新疆采用125MHz频率作为导航使用。而新疆民航局为民航系统转报而配置的电脑主频为62.5MHz，二次谐波正好落在导航频率上。广州地区在2011年亦查获了一起工业设备导致的谐波干扰。在广州市花都区某塑料电子有限公司的高波周热熔机，由于设备电线裸露，布局凌乱，在工作时产生很强的频率飘移的谐波辐射，严重影响了民航对空通信频率的正常使用。

图2 二次雷达干扰回波

对于此类干扰的排查，不得不提及由于无线视频监控系统对民航导航设备测距仪和监视设备二次雷达造成的干扰。航管测距仪（DME）的频率范围为960-1215MHz，航管二次雷达系统使用1090MHz和1030MHz作为收发频率，市面上销售的无线视频监控系统大多采用1GHz作为传输频率，对上述设备的正常使用造成严重影响。作为民航空管人员，我们应重视该干扰情况。在2011年11月，广州地区二次雷达系统显示，多个雷达目标在广州白云机场西南方向60公里处丢失，或者代码异常。我们在二次雷达显示终端上看到了该干扰回波，如图