地空通信互调干扰的仿真分析与预防

满九思

（吉林省四平市飞机场，吉林 四平 136000）

0 引 言

当前，我国已在地空通信领域开展一系列措施以保障地空通信能力，高频地空通信业已成为现今最主要的地空通信手段。然而，随着无线电技术的升级与航空网络的不断增加，空中无线电专用频道经受的干扰信息日益增多，电磁环境受到严重影响，而且无线电干扰会直接导致地空通信质量的下降，航空网络的指挥通信系统会因受到影响出现不良运行，极大威胁航空飞行安全。

1 地空通信互调干扰的形成与危害

地空通信的干扰影响有很多，其中互调干扰最为严重。因此，对互调干扰的形成机理及其对地空通信的主要危害展开分析，有助于详细了解互调干扰具体情况，为预防互调干扰奠定基础。

1.1 地空通信互调干扰的形成

互调干扰是指在两个或两个以上的频率信号同时耦合进入发射机或接受机时，因电路具备非线性而产生新的频率。发射机与接收机的信息收发频率具备一定要求，当上述新频率正好接近或满足发射机或接收机要求时，新频率可直接通过发射机或接收机，对原有传送信息造成干扰。对于发射机互调干扰而言，耦合到发射机信号通道的其他信号与原有发射信号在发射末端因相互作用而产生的新频率组合会在原有的信号通道中被一起发射出，直至被接收机接受，对接收机形成干扰。只有同时满足电路非线性、互调新频率大体接近原有频率以及互调信号能够进入收发仪器三个条件方会产生地空通信的互调干扰[1]。

1.2 低空通信互调干扰的危害

由互调干扰产生的新信息不仅会影响地空指挥通信质量，还会引起通信的失真，导致空中交通管制人员无法对飞行人员进行指挥与信息发布、信息接收，影响地空指挥系统的正常运行，严重情况下甚至造成飞机飞行事故。同时，原有收发设备在收发信号之前就已经调设好信号的最佳谐振点，而新信号的进入直接导致原有电流增大，这种突发性的电路失谐极易造成仪器设备的发热、故障以及损坏。因此，开展地空通信的互调干扰预防对空中飞行安全与仪器设备维护而言皆十分重要，需要引起相关部分重视。

2 地空通信互调干扰的仿真测试与分析

为对地空通信过程中产生的互调干扰进行分析，需建立仿真测试模型，运用发射机、信号源与射频连接器开展针对发射机的互调干扰测试。

2.1 互调干扰仿真测试步骤

（1）确定测试参数。由于发射机的信号发射有一定频率要求，需在发射机工作频段内预先选择多个频点，并在频点中复选5个频点作为信号源，发射信号的工作频率的选择要求避免与其他信号同频。

（2）对发射机等仪器进行检查，保证发射器与其他测试设备能够满足测试要求。

（3）将发射机的预设频点与信号源工作频率都进入发射状态，调节发射功率，要求与发射机额定输出功率大体相同，并记录频点与频率，形成二阶互调干扰信号与三阶互调干扰信号。

2.2 互调干扰的测试分析

分析互调干扰的仿真测试，可以得到如下结果：（1）互调信号的功率受到发射机额定输出功率的影响，呈现正比例现象；（2）互调干扰信号的功率与信号源信号频率之间相加或相减无关，也就是说当功率相同时，不同的外部信号频率耦合进入发射系统，产生的互调干扰信号幅度大体相似。可见，发射机产生互调干扰的一个重要原因是由于发射机间距离过近，当保持安全距离时，可以降低干扰信号的功率，避免互调干扰的形成[2]。

3 地空通信互调干扰的预防措施

由于地空通信互调干扰产生的危害较大，对飞行安全、无线电用频设备等都造成威胁，同时也会导致发射源信号质量下降。因此，相关部门急需采取预防低空通信互调干扰措施，保障无线通信系统的更新与防护。主要的预防手段包括如下几点。

（1）改善无线电用频设备性能。人员需对无线电频率进行合理的分类与分配，保证无线电通信系统的电频可靠性，并根据采集到的干扰源信号频率实施分类处理，对干扰源的干扰情况与干扰比例进行归类。在此数据基础上，还应加强无线电用频设备的性能，针对性拓展设备功能。同时，应结合多个部门，对无线电使用较为频繁的设备或使用中经常受损的设备进行定期的维修与养护工作；对易受自然环境影响的设备如天线等要延长维护期限，将定期维护与长期维护结合，保证设备的日常养护工作到位；对无线电用频设备的无线电传输线路加强保障性管理，合理开展频点、频率的分配与计算；对发射机的末级功放性能进行一定程度的改善处理，增大末级功放线路的线性动态范围，使由设备本身影响因素造成的客观问题得到具体控制。

（2）建立无线电信号监测系统。为减少干扰信号的影响，建立健全的无线电信号监测系统刻不容缓。监测系统一方面可对目前易产生的干扰信号进行深入研究，控制其产生；另一方面还能够为当前状况较差的电磁环境设置监管基础。当无线电信号监测系统能够实现全天候监测航空通信信号、占用频谱时，干扰信号与干扰信号数据的收集会变得较为容易，且能够从信号的产生源头加以排除。当前，我国已配备有一些无线电信号监测方面的仪器，但与国外仪器相比，国内监测仪器的准确性与检测速度有待提高，并且国内监测仪器的监测系统仍依赖于该事项专业部门，没有在航空行业内部形成专门监测系统。基于此，航空行业内部应主动建立监测系统，在机场与飞行航路上配备相应的监测仪器，以便控制干扰信号与干扰源，并通过分析找到具体解决措施。

（3）建立应急抗干扰系统。由于当前无法在较短时间使抗干扰系统的性能实现完善化，可通过建立应急抗干扰系统进行后备力量的储备。考虑到干扰信号的产生具有随机性，在地空通信使用过程中，若及时监测到干扰信息的产生，立即启动应急抗干扰系统可达到一定的预防效果，保证地空通信的正常进行。建立应急抗干扰系统时应采用软件无线电结构体系，这是在计算机与数字化信息快速发展的今天所能利用的最佳信息技术处理手段，能够满足多种类型干扰信息中抑制算法的建立[3]。

（4）做好无线电系统规划管理。在无线电用电系统运行中，完整的规范与系统的管理十分必要，具体措施包括如下两方面：一是在无线电台站的规划与建设期间，应通过科学计算保证电台发射机间的距离，使其具备足够的水平与垂直范围；二是对无线电频率资源进行合理分配，通过对互调干扰产生原因及条件的分析，筛选出无互调干扰产生的工作频率组。

（5）定期进行航空网络、设备的检修与维护。航空网络易受到无线电影响，且该因素具备随机性与不定期性。因此，对于此种影响因素的控制，需做好经常性、及时性的定期检查，通过对航空网络稳定性、运行设备功能性的检修与日常养护，降低仪器设备受影响的可能。定期开展航空网络与设备的检修和维护，也有助于加强对隐患的控制，在源头实现对航空安全隐患的预防。

4 结 论

互调干扰不仅影响地空通信的质量，造成无线电用频仪器受损，还会导致航空飞行出现安全问题，因此对互调干扰预防手段与控制措施的研究具有重大现实意义。通过采取建立无线电信号监测系统、建立应急抗干扰系统、改善无线电用频设备性能以及做好无线电系统规划管理等措施可预防或消除互调干扰，减少航空事故的发生，避免企业经济受损现象的出现。