通信基站建设对机场仪表着陆系统航向信标电磁环境影响的分析

2020-02-02王茜

通信电源技术 2020年20期

王茜

（昆明长水国际机场有限责任公司，云南昆明 650021）

0 引言

昆明机场为加快智慧机场建设需要，将在飞行区内建设7个通信基站。飞行区内设有保障飞机进近着陆使用的仪表着陆系统导航设备。为保证飞行安全，避免建设的基站对机场导航设备信号造成干扰，需对7个通信基站电磁环境影响进行测试、分析以及评估。本文以仪表着陆系统航向信标为例，综合分析在飞行区内架设通信基站对机场信标导航设备正常运行的影响，在保证昆明机场导航信号稳定可靠的同时，为其他机场在飞行区内建设通信基站提供参考。

1 论证方法

1.1 类比测试

因在昆明机场的通信设备尚未架设，故选取类似参数的设备进行类比分析。根据标准《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范》和《民用机场与地面航空无线电台（站）电磁环境测试规范》，分别对相关设备进行现场测试，采集干扰数据[1,2]。

1.2 建立模型

根据导航台设备资料、天线资料以及设计资料，建立台站的天线模型。根据昆明机场导航台站支撑的飞行程序、空域以及飞行高度，建立飞行轨迹模型。根据测试结果，提取相关设备的干扰特性，并根据7个站点基站相对于机场导航台的位置，建立对应的辐射干扰模型。

1.3 仿真

根据《航空无线电导航台（站）电磁环境要求》和《国际民用航空公约》附件10，结合地理三维模型、天线阵模型、飞行轨迹模型以及7个站点干扰源模型，综合分析和仿真7个站点干扰源对4套航向信标设备信号的影响情况[3]。

2 运行需求

航向信标台向飞机着陆方向发射水平极化的扇形合成场，航向信标台信号覆盖区为以航向信标天线为基准，在跑道中线延长线±10°以内为46.3 km，在+10°～+35°和-10°～-35°之间为31.5 km。在它的信号覆盖区内，最低信号场强为40 μV/m（32 dB），覆盖区域如图1所示。在航向信标台信号覆盖区内，对调频广播干扰的防护率为17 dB，对其他各种有源干扰的防护率为20 dB。

3 模型建立

3.1 天线模型

昆明机场4套仪表着陆系统航向信标设备的基本参数如表1所示。

图1 航向信标台信号水平覆盖区

表1 仪表着陆系统航向信标基本参数

如图2所示，根据导航设备资料、天线资料以及设计资料，建立航向天线模型水平方向图。

图2 航向天线模型水平方向图

3.2 飞行轨迹和空域

根据航行资料汇编，分析昆明机场飞行程序和管制区域，提取仿真所需的飞行轨迹和空域。

3.3 干扰源模型

根据现场测试数据，对干扰源进行建模。

4 测试和干扰分析

测试各通信设备分别处于关闭和开启状态下对机场仪表着陆系统航向信标设备所在频段的干扰场强度，提取评估所需的干扰数据。为保证安全余度，利用测试数据中的最大值开展评估。根据干扰源测试数据建立干扰源模型，然后根据天线模型、飞行轨迹以及空域，分析7个站点上的通信设备对昆明机场仪表着陆系统航向信标设备台站的干扰影响。

4.1 干扰源模型

各台站设备同时运行时，它对108～111.975 MHz频段（水平极化）的影响如表2所示。

表2 基站设备运行对LOC天线的影响

4.2 干扰分析

根据4个航向信标台和7个站点基站分布的位置，对从中间进近定位点至基准数据点（T点）的航线进行干扰仿真。7个站点的基站同时正常工作时，仿真结果和信干比曲线如图3～图10所示。航向信标台对其他各种有源干扰的防护率为20 dB。各距离上信干比均大于20 dB，故7个站点的基站同时正常工作不会对03号、21号、04号以及22号跑道航向信标台的运行造成干扰。

5 结论

为分析和测算通信基站产生的信号是否会对仪表着陆系统航向信标造成影响，选取相应通信设备对设备关机时的背景信号和开机正常运行时产生的电磁辐射进行现场测试。根据测试数据，对7个站点架设的导航设备和飞行轨迹进行建模仿真分析。结果表明，7个站点架设的通信设备正常工作时，产生的电磁辐射不会对昆明机场仪表着陆系统航向信标运行造成影响。鉴于机场导航设施设备对电磁环境的特殊要求，如未来在昆明机场附近其他区域新建高压输电线、电气化铁路以及其他有源干扰设施等时，应进一步测算和分析新建干扰源对机场导航设备运行的影响。