关于甚高频遥控台电磁环境影响的研究

袁博

摘 要：甚高频遥控台是遥控台的一种，在现代航空领域价值突出，研究表明，甚高频遥控台会受到电磁环境影响，通信效果难以保证。基于此，本文以甚高频遥控台系统构成以及工作原理作为切入点，给予简述，再以此为基础，结合实验重点论述甚高频遥控台电磁环境影响因素，并给出应对措施，以期通过分析明晰理论，为后续机场、飞机相关通信活动的完善提供参考。

关键词：甚高频遥控台；电磁环境；同频多址；信道

中图分类号：V351.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0245-02

前 言

甚高頻（Very high frequency，VHF）是指频带在30～300MHz之间的无线电电波，其频带高于高频（HF）、低于特高频（UHF），一般应用于各地的航空作业中，包括飞机之间、飞机与地面的通信活动等。结合当前工作经验，研究人员多次发现甚高频遥控台的作业受到电磁环境影响，造成信号失真甚至通信活动失效，给飞机飞行、导航和地面工作造成困扰，分析甚高频遥控台电磁环境影响因素以及应对方式十分必要。

1 甚高频遥控台系统构成以及工作原理

1.1 甚高频遥控台系统构成

甚高频遥控台系统包括多个模块，较为重要的是发射模块、接收模块、天线系统、控制模块、转换接口以及定向耦合器，此外还包括其他硬件设施以及信号处理器等附属模块。发射模块主要用于信号发射，对应的，接收模块用于信号接收，天线系统是信号发射、接收的的媒介，控制系统负责更换频带、保证通信活动满足实际工作要求，转换接口负责信号转换处理，切换数字信号和模拟信号，定向耦合器则负责将一些存在内在联系的系统实现耦合，共同工作。现代航天工作涉及到的工作内容更为复杂，为保证无线电信号全覆盖、大面积覆盖，在原有控制模块的基础上还会增加一些通信地址，形成一个主控系统、多个子系统配置的通信机制。

1.2 甚高频遥控台工作原理

甚高频遥控台的一切工作是围绕两个核心环节展开的，即信号发射、信号接收。在信号的发射阶段，工作起点是管制区，信号可由飞机发出，也可以由地面发出，管制员的语音信号会经内话系统处理，改变为可以辨识的无线电信号，再由传输系统进入甚高频遥控台的发射机，发射机内部会对该信号进行调制、滤波、放大处理，使其传输能力得到强化，再以直线方式发射到空域、地面。在信号的接收阶段，接收机是各项工作的中心，通常情况下，即便是非定向发射的无线电信号也能够被甚高频遥控台捕捉，系统工作高程也可以轻松达到6000m以上。接收机完成信号接收后，会首先进行滤波降噪处理，排除噪音，针对核心信号实现提纯、放大，再将其输入传输系统，由内话系统实现转换，将无线电信号转化为可辨识的数字信号，供人员读取。系统工作的基本模式如图1所示。

2 甚高频遥控台电磁环境影响

2.1 模拟实验

为了解甚高频遥控台电磁环境影响因素和级别，拟定模拟实验，实验选取西北某地进行，观察的主要指标为接收端信号强度，地点分别为市区内、机场，变量分别为发射端信号强度、电磁干扰水平以及信道状况，实验共分为两组：

第一组为市区内实验，共进行9次，第1～3次实验，取固定发射端信号强度和电磁干扰水平（人工控制），调整信道状况，改变通信信号密度，了解接收端信号强度。第4～6次实验，取取固定发射端信号强度和信道状况，调整电磁干扰水平（人工控制），了解接收端信号强度。第7～9次实验，取固定电磁干扰水平（人工控制）以及信道状况，调整发射端信号强度，了解接收端信号强度。

第二组实验分别在机场环境下进行，流程与第一组实验相同，共进行9次，第10～12次实验，取固定发射端信号强度和电磁干扰水平（人工控制），调整信道状况，改变通信信号密度，了解接收端信号强度。第13～15次实验，取取固定发射端信号强度和信道状况，调整电磁干扰水平（人工控制），了解接收端信号强度。第16～18次实验，取固定电磁干扰水平（人工控制）以及信道状况，调整发射端信号强度，了解接收端信号强度。

2.2 实验结果

结果上看，第一组实验和第二组实验所获数据带有相近的规律性，即发射端信号强度、电磁干扰水平以及信道拥堵程度会直接影响接收端信号强度，第一组实验所获数据如表1所示。

第二组实验所获数据如表2所示。

2.3 结果分析

结果上看，信号强度、电磁干扰、信道状况是甚高频遥控台电磁环境的三个核心要素，在实验中，发射端信号强度越强、电磁干扰越弱、信道状况越好，接收端信号强度越高、可辨识度也越清晰。但市区环境和机场环境下，接收端信号强度又存在明显区别，当甚高频遥控台在市区内进行作业时，即便变量条件较好，接收端信号强度也低于80%，而机场环境下则能达到95%以上，这也证明了甚高频遥控台对工作环境的要求。

2.4 相关影响的应对措施

2.4.1 合理选择建设地点

结合实验结果，可以发现甚高频遥控台电磁环境复杂，可能受到多重因素影响，其中包括工作环境，因此应在实际工作中合理选择甚高频遥控台建设地点。建设地点的选择应首先避免存在大量电磁活动的环境，如市区、居民小区或者发电厂、金属矿场等[1]。此外，由于甚高频遥控台发射的多为直线电波，应在建设时选取较为空旷的地点，避免各类障碍物带来的不利影响。

在甚高频遥控台投入使用后，为保证其工作能力，也要强化对周边环境的管理，避免其他产生无线电信号的设备进入甚高频遥控台工作区域，如果附近存在电力设施，也应在条件允许的情况下采用绕道设计或者调整位置。如甚高频遥控台附近建有电力缆线，可取弧形设计，绕过甚高频遥控台工作区域，同时改变缆线对地高度，在确保安全性的情况下适当予以降低[2]。

2.4.2 定期进行检修

所有甚高频遥控台在长期工作中都会面临部件老化、结构连接松动等问题，这些问题同样会对其通信活动产生影响，可行的应对方式是定期进行检修。结合当前甚高频遥控台各类设备工作的基本情况，整体检修间隔以三周到一个月为宜，一些特殊部件的检修间隔可适当缩短，如天线、信号发射器等。针对天线的检修应以信号接收能力为核心指标，了解各个阶段天线接收信号的强度，对于出现信号强度明显下降的时间段，要求深入分析原因，查看天线阵是否存在阵元破损，工作覆盖面是否过小等，及时给予优化。甚高频遥控台的硬件设备也应给予定期检查，如电力连接线路的稳定性的、蓄电池或供电系统的安全性等。注意线路是否存在短路、焦黑情况，并轻轻摇动线路判断其连接是否有效，供电系统应远离水源，且具备至少一个备用电源，保证系统能够正常工作[3]。

2.4.3 同频多址技术

同频多址技术即相同频带、不同地址，这种共享与信道挤占、拥堵不同，其工作方式是将信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带（称为子频带），每一个子频带对应一个地址，这一方式可以保证对应频带下的通信信号得到更广泛的接收，也能实现信道的共享，即便某一个信道内的信号可辨识度不足、噪音较大，接收端也可以通过分析其他子频带的信号完成读取工作，现代技术的发展使同频多址技术的应用空间较为广阔，国外部分地区已经在民用航空工作中应用了该技术，我国也可在后续工作中更多尝试。

3 总 结

通过分析甚高频遥控台电磁环境影响，了解了相关理论内容。甚高频遥控台在现代航空领域作用突出，其构成和工作原理基本固定，在实际工作中会受到一些因素的影响，通信效果难以保证。实验证明，信号强度、电磁干扰、信道状况会影响甚高频遥控台的工作，后续工作中，合理选择建设地点、应用同频多址技术、强化管理和检修可以应对上述问题，使甚高频遥控台工作有序进行。

参考文献

[1]周道刚，杨红新，吴安坤.民航甚高频遥控台雷击事故原因分析[J].現代建筑电气，2017，8（09）：36～39.

[2]符家祺.浅谈甚高频（VHF）遥控台及数字调度系统在直升机地空通信中的应用[A].中国航海科技优秀论文集（2014）[C].2015：9.

[3]甚高频（VHF）遥控台及数字调度系统在直升机地空通信中的应用[A].中国航海学会救助打捞专业委员会.第八届中国国际救捞论坛论文集[C].2014：4.

收稿日期：2018-3-15

作者简介：袁 博（1976-），男，工程师，硕士，主要从事民航无线电干扰排查，通信导航监视业务管理数据统计分析工作。