机场导航台站电磁防护研究

2017-05-22周鹏田沿平田华明

中国设备工程 2017年9期

关键词：干扰信号接收机电磁

周鹏，田沿平，田华明

（海军航空工程学院青岛校区，山东青岛 266041）

机场导航台站电磁防护研究

周鹏，田沿平，田华明

（海军航空工程学院青岛校区，山东青岛 266041）

针对机场导航台站设备受周围电磁环境影响问题，介绍了机场导航台站电磁环境现状以及电磁环境算法理论，并以实际机场导航台站中遇到的电磁问题为例进行了分析研究，验证电磁环境算法理论在实际应用中的准确性。

机场导航台站；电磁；防护

在机场环境中，通信导航系统是保证航行安全的重要系统。为了保证安全，场址无线电系统与周围电磁环境合理兼容问题受到特别重视。机场周围的电磁环境产生的有源干扰和无源干扰，可能会对航空无线电信息造成有害影响。正因为电磁环境对机场建设的重要影响，所以关于场址电磁环境的可行性，是否存在彼此干扰，能否兼容等问题应作为机场建设的一项重要研究内容。

1 机场导航台站电磁环境现状

随着电子技术的迅猛发展，各种军民用电子设备大量使用，使得驻屯机场导航台站周边电磁环境变得非常复杂，无线电干扰的情况时有发生，严重影响了导航装备的正常工作，制约了战技术性能发挥，甚至危及飞行安全，并且干扰有不断上升的趋势。

电磁干扰指在无线电频段内，可能对有用信号造成损害的无用信号或电磁骚扰。无线电干扰信号是通过直接耦合或间接耦合方式进入接收设备或系统的电磁能量，它可以对设备所需接收的信号产生影响，导致性能下降、信息差错或丢失，甚至阻断。

电磁干扰一般可分为同频干扰、邻频干扰、带外干扰、互调干扰、阻塞干扰等。（1）同频干扰。同频干扰，是指干扰信号与有用信号频率相同或接近，并以同样的方式进入接收机中频通带形成的干扰。（2）邻道干扰。在接收机射频通带内或通带附近的信号，经变频后落入中频通带内所造成的干扰，称为邻道干扰。邻道干扰一般是由无线电设备的技术指标不符合国家标准造成的。（3）带外干扰。发射机的谐波或杂散辐射落到有用信号接收机通带内产生的干扰，称为带外干扰。这种干扰是由于发射机的杂散辐射值过大造成的，各种类型的发射机的杂散辐射值过大，通常是由于倍频次数过多、倍频器输出回路的选择性差、倍频器之间的隔离不良等因素造成的。（4）阻塞干扰。当接收机收到一个强干扰信号时，会使其灵敏度降低，严重时会使其收不到有用信号，称为阻塞干扰。（5）互调干扰。两个或多个信号在收发信机的非线性传输电路互调，产生同有用信号频率相接近的组合频率引起干扰，称为互调干扰。产生互调干扰须同时满足两个必要条件，一是频率组合关系，二是幅度关系。

2 电磁环境算法理论

矩量法是从实际工程问题涉及开域、激励场源分布形态较为复杂等特征出发，将待求的积分方程问题转化为一个矩阵方程问题，借助计算机求得其数值解，从而在所得激励源分布的数值解基础上，即可算出辐射场的分布及其波阻抗等特性参数。

首先建立矩量法电磁仿真的矩阵方程，建立之后，下一步就是该矩阵方程的求解。求解方法有直接求解和迭代求解等。随着求解问题的规模增大，直接求解方法的计算量非常巨大，计算复杂度而迭代求解每步迭代的计算复杂度得到表面电流之后，可以根据该电流分布求得其他感兴趣的电磁参数。矩量法的一般流程如图1所示。

图1 矩量法流程图

3 导航台站的电磁分析

基于矩量法分析机场与电气化铁路交叉环境的电磁场问题，为了验证此方法的正确性，我们分析了线天线例子。我们将细线天线用带状线进行模拟，天线长度2m，半径为1mm，功率为80W，频率为75MHz。该天线用平面三角形面元剖分，收敛精度为10-3。如图2所示，计算结果71.45dB与距离天线950m处测量结果72dB基本吻合。