浅谈无线电干扰及其常用的预防、排查方法
2017-10-31郑乾东
郑乾东
【摘 要】 随着中国的航空业发展速度日益加快,国内机场和航线的数量以及航班的次数逐年快速上升,无线电台需求的数量也在极速攀升。而在民航通信系统中,无线电干扰给飞行器造成严重的飞行影响,很可能也会给国民经济的发展带来严重的损失。所以加强无线电干扰的预防措施和查找出干扰源的能力是一项需要长期且认真完善的工作。本文主要论述无线电干扰和预防、排查的方法,希望能够为相关业务提供些许理论参考。
【关键词】无线电干扰;预防、查找方法;严重性
民用航空无线电专用频率是民航用于飞行器调度、导航的通信频率,一旦受到较大的干扰,飞行器就不能安全飞行,就会出现事故、甚至造成空难,后果不堪设想。目前该频段时常发生大小不同干扰,有时干扰非常严重,这些干扰已威胁到飞行安全,成了无线电管理急待解决的问题。接下来给大家浅谈一下无线电干扰以及常用的预防、排查方法。
1 .无线电干扰
无线电干扰指的是一些有害的非法的無线电波对合法的无线电业务和正常的无线电通信产生危害,从而导致有用信号接收质量明显下降,信息产生误差、丢失,甚至出现通信中断的现象。因此把有害的非法的无线电信号引起对有用无线电信号接收质量下降或者损害的这类情况,称为无线电干扰。
无线电干扰一般可分为同频干扰、邻频干扰、带外干扰、互调干扰和阻塞干扰等情况。
同频干扰:相同的无用与有用信号频率,并对同频率有用信号的接收机造成的干扰,称为同频干扰;
邻频干扰:干扰台站的邻频功率落入接收邻频接收机通带内造成的干扰,称为邻频干扰;
带外干扰:发射机的谐波或杂散辐射在有用信号的接收通带内造成的干扰,称为带外干扰;
互调干扰:互调干扰分为发射机互调干扰和接收机互调干扰两种。发射机互调干扰指的是多部发射机信号落入另一部发射机,并在末级功放的非线性作用下相互调制,产生不需要的组合频率,对接收信号频率与这些组合频率相同的接收机造成的干扰。接收机互调干扰指的是多个强信号同时进入接收机时,在接收机前端非线性电路作用下产生互调频率,互调频率落入接收机中频频带内造成的干扰;
阻塞干扰:当无线电设备在接收微弱的有用信号时,受到接收频率高频回路带内或两旁强干扰信号的干扰,称为阻塞干扰。阻塞干扰轻则降低接收的灵敏度,重则导致正常通信中断。
根据某雷达站的具体设置情况和无线电干扰情况,主要分析两种常见的干扰类型。
其一,互调干扰。是指由于通信设备中的某些非线性电路,使不该进行调制的两个或多个信号,进行了交叉调制即相互调制,从而产生了新的频率,对某个有用信号的造成了干扰。产生互调干扰的三个条件:互调干扰的频率组合关系、所有干扰和被干扰台站同时工作、干扰信号具有足够的幅度。
(1)发射机互调干扰。多台发射机信号同时落入另一台发射机信号中,并在此发射机末级功放的非线性作用下相互调制,产生不必要的组合频率,当接收机接收信号与这些组合频率相同时,会对接收机造成干扰,称为发射机互调干扰。防止发射机互调的措施:增大天线的间隔、增大发射机之间的天线隔离度、在输出级采用单向隔离器件、增大互调转换衰耗。
接收机互调干扰。当数个强信号同时进入一台接收机,并在接收机前端非线性电路的调制作用下产生互调频率,而且互调频率又刚好落入接收机的中频频带内,导致接收机出现互调干扰。它的发生主要取决于干扰信号的大小、接收机前级的非线性、射频的选择性及增益。防止接收机互调的措施:改善接收机输入级的线性度,提高互调抗扰性能;在接收机前端插入滤波器,以提高接收机前端电路的选择性;在接收机前端插入衰减器,以降低干扰信号的电平。
发射机和接收机互调的混合干扰。其产生的原因一般是由几个距离很近的发射天线发出的互调信号,与另外一个信号再次产生发射互调或者与其它信号一起传到较近的另一个接收天线上再产生接收互调。大功率发射台同址共天线设置多会产生此类干扰。
其中互调干扰出现最多的是三阶互调干扰。三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生 差拍(混频)后所产生的寄生信号。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波信号(一阶信号),他们俩的合称为三阶信号。又因为是这两个信号的相互调制而产生 差拍信号,所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。三阶互调公式:f1+f2=f3,2f1-f2=f3,2f2-f1=f3。
其二,串扰的情况是两个或以上的无线电信号,当它们在通信时的频率间隔非常接近或者放置的地点很靠近的时候,有可能其中的一个电信号的通话声音就会在两一个电信号中响起,从而干扰了该电信号的正常通信工作。现阶段,我国民航通信系统的甚高频通信系统专用频段集中在108-137MHz的范围内。由于空管的单位数量大,每一单位都需要使用几个甚至几十个频率,所以频率相近的问题也在所难免。要有效避免这一干扰的发生就需要对信号频率进行科学化、合理化的设计和布局,将那些比较相似的频率均分到不同的无线电台。如果一家无线电台中存在多个间隔相近的频率,就将这些相近的频率分布到不同的天线共用系统中去。同时还可以在保证地空管制系统运作良好的情况下,减少间隔相近的频率的发射机的正常发射功率,在一定程度上加大接受机的静噪门限值。另外还要经常检查与维护收发信机、滤波器、耦合器等,时刻掌握这些设备的运行情况,及时发现问题,做好设备的优化升级维护等工作。
2 .常用的预防、排查方法
2.1干扰预防
(1)开展多种形式宣传,宣传无线电管理的各项法规政策,让公众知道民用航空无线电专用频率对民航用于飞行器调度、导航和通信的重要性,频率一旦受到干扰,飞行器就不能正常飞行,甚至还会出现大事故。不管是单位还是个人,只要他被指出存在干扰源并被要求限期治理,而对产生的干扰不能及时认真地消除而延误治理时间的,都将会受到行政处罚,严重者将追究刑事责任。同时对《中华人民共和国无线电管理条例》修订(2016)进行认真地学习及宣贯。endprint
(2)向公众说明民用航空无线电专用频率干扰源限期整治与查处的时间表。针对具体的违法单位、个人要求其在规定期限内,按时自行拆除或者整改干扰设备,逾期将按照无线电法规进行具体种类的行政处罚。通过种种的广播电视和报纸公告,再用一些行政执法的成功案例,介绍对违法行为的处罚情形的报道,对无线电违法行为产生威慑作用。并进行重点单位企业的定期检查和不定期的抽查等工作。
(3)联合公安、工商、质监等部门在生产、销售违法电台的初始环节上进行整治,处罚违法生产、销售无线电设备的单位、個人。同时向公众宣布,凡购买的无线电设备不符合国家法规要求的,可向销售者索要高额赔偿,各部门协助执行。这种由政府部门与公众共同参与的打击活动,可使违法生产、销售无线电设备的单位、个人无利可图和无处可藏,失去其根本的生存空间。
(4)严格无线电台站科学管理与审批。要将现有无线电台站分布和使用状况全面掌握,相关部门审批时要根据无线电台发射与接收的客观规律来核查,以防止新的互调干扰产生。
2.2排查方法
(1)若当用户的发送信息遭受到无线电的干扰的时候,那么该监测系统便会把这些干扰报告如实记录在案,最后汇总成无线电干扰事件报告表,详细统计干扰事故发生的时间、持续的时间、无线电的干扰程度、带来的后果和影响等,同时可用发生时间作为检索信息的目录条件。倘若是飞行员报告的无线电干扰事件,其中记录的内容要增加干扰事故发生的位置、海拔、航向等信息。当这些信息经过整理后,还要使用自动化软件工具进行科学分析与鉴定,通过分析的结果可以随时掌握检测设备的使用状况。
(2)在已经确定的搜索区域中如果存有民航的地面设施时,要及时和地面设施取得联系,及时将可能实施的监测行动通知下去。如果地面固定无线电干扰监测系统监测到无线电的干扰,则相关技术人员要立刻在该固定无线电干扰检测系统设施附近部署地面移动的便携式无线电干扰监测系统。通常来说,无线电干扰源一般位于该地面固定无线电干扰监测系统设施的无线电示向线的范围之内。
(3)若当用户所受的干扰是间断性干扰的时候,就要使用可搬移的无线电干扰监测系统来查找和定位,因为移动便携式无线电干扰监测系统不容易查找到间断性干扰信号。可搬移的无线电干扰监测系统可以最大限度地拓宽监测范围,也可以在无人操作的情况下,全天候自动实现数据搜集的目的。
3 .总结
综上所述,无线电干扰的监测与排查的工作关系重大,尤其在科学技术水平不断发展的当下,很多种类的通信设备和工业生产设备的应用越来越多,致使无线电干扰的情况频频发生,所以加强无线电及其频率审批的管理和组织也非常重要,有效的管理可以为民航通信系统的正常运作提供良好的使用环境。同时也要充分了解无线电干扰发生的根本原理,对不同类型的干扰进行不同的预防和维护措施,提高频率规划与布局的合理性以及科学性,以确保无线电通信设备良好的工作环境,创造和谐、可持续发展的电磁环境,促进民航事业的发展。
参考文献:
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