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北京终端区甚高频频率干扰的影响与处理

2020-07-04孔时达

电脑知识与技术 2020年15期

孔时达

摘要:该文主要介绍了北京终端区甚高频频率干扰的类型与影响,并通过实际案例提出了了解决甚高频干扰的一些方法。

关键词:民航甚高频;无线电干扰;甚高频干扰案例

中图分类号:TP393 文献标识码:A

文章编号:1009-3044(2020)15-0255-02

随着我国民航事业的快速发展,乘坐飞机出行已经成为我国国民的主要出行方式。而伴随着大兴机场的顺利开航,未来北京航空运输量会进一步提升,这就对地空通信质量和稳定性的要求进一步提高。我国大部分机场均在使用甚高频技术进行地空通信。伴随着甚高频技术在中国民航业的大量应用,无线电干扰成了导致地空通信质量好坏的不确定因素。本文将介绍北京首都机场终端区遇见的一些干扰以及处理办法。

1终端区甚高频基本介绍

目前民航甚高频频率范围为118MHz-136.975MHz,而终端塔台区域有主用频率10个,备用频率5个。进近管制区域有主用频率8个,备用频率4个。甚高频发射与接收设备均用PCM(pulse code modulation脉冲编码调制)设备与终端用户进行连接,并且采用主备双路由,保障了传输的安全性。

由于终端区域管制对于通信的传输距离与覆盖面积要求不高,所以大部分甚高频台站均在北京市内甚至在机场场内。比较常用的有西山甚高频台站与场监甚高频台站。这样较为密集的台站分布也造成了终端区甚高频建设的优点与缺点,其中优点是设备较为集中并且距离市中心不远,对于维修与维护会比较方便,而因为极端天气造成的干扰也会减少。而缺点是在出现较强干扰源的情况下会同时对多个设备造成干扰,产生较大影响,同时在距离城市较近的情况下,干扰源也更容易出现,并且信号更强。

终端区甚高频设备均有远程实时监控,由相关设备部门24小时进行巡视,保障不会由于设备自身原因产生干扰造成影响。监控分为设备参数监控以及设備机房摄像头实时监控和机房的温度等数据的监控。发现问题后立即会有相关人员到达现场进行处理。

2甚高频干扰的类型

所谓干扰是指在通信过程中发生的,由一种或多种发射、辐射、感应或组合所产生的无用能量,并对甚高频通信系统的发射端或者接收端产生影响,导致无线电通信性能下降,质量恶化,严重的造成通信断续甚至中断。甚高频干扰的类型与其他无线电干扰的类型基本一致,一般分为同频率干扰、邻频道干扰、杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰等。

(1)同频率干扰

同频率干扰就是指无用信号的载频与有用信号的载频相同,并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。比如,一些人私自使用违章电台,有意或无意使用与合法电台相同的频率,但因复用距离太小造成对合法无线电台的干扰。当然,也有因无线电管理部门指配频率不当,或相邻地域的无线电管理部门在指配频率时未进行协调等原因造成同频干扰的。在实际工作中,各地方台站相同频率一般采用设置频偏25kHz整数倍来避免同频干扰的出现。

(2)邻频道干扰

此类干扰是指在收信机射频通带内或通带附近的信号,经变频后落人中频通带内所造成的干扰,称为邻频道干扰,这种干扰会使收信机信噪比下降,灵敏度降低。此类干扰大部分是由于设备的技术指标不符合国家标准造成的。因此对甚高频备技术指标要进行严格测试,必须符合国家相关标准。

(3)杂散干扰

杂散干扰主要是指由于发射机倍频器的滤波特性不好,而使一些二次和三次谐波分量在发射机输出级输出,产生杂波辐射信号。另外,发射机的技术指标不合格,也会使以载波为中心的噪声分布相当宽,在几兆赫兹的频带内造成干扰。消除杂散干扰的较为有效的办法是在发射机输出端接入选择性滤波器,以减少干扰信号。

(4)互调干扰

互调干扰是由于不同频率的两个或多个射频信号在某台发射机功放末端经非线性作用产生了新的等于另一频点的频率分量而引起的。消除互调干扰的方法有三种:一是利用天线的空间隔离来减少发射机之间的耦合,二是在发射机末级输出端加装单向器,三是上述两种方法的组合使用。

(5)阻塞干扰

阻塞干扰是指,当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时,强干扰会使接收机链路的非线性器件饱和,产生非线性失真。只有有用信号,在信号过强时,也会产生振幅压缩现象,严重时会阻塞。阻塞会导致接收机无法正常工作,长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降。

3甚高频频率干扰产生的原因

甚高频频率干扰产生的原因有很多,但其中最为常见或影响较大的有以下三种:

(1)人为原因

众所周知任何生产和工作都离不开人,而人为因素导致的安全生产事故也是屡见不鲜。由于民航甚高频设备需要二十四小时高强度的运行,所以必须需要维护人员对其进行定期的更新与维护,如果维护人员对设备巡视不到位或者在维护设备时进行了不当操作,就可能导致大面积的频率干扰,最终造成安全事故。另外,不合规的广播电台干扰也可以被归类为人为原因。

(2)设备原因

虽然维护人员会对甚高频设备进行维护与保养,但依然无法避免设备在高强度运行下的老化问题。设备的老化不仅仅存在于甚高频的发射机与接收机,还存在于与用户端连接的传输设备,而传输设备的老化往往是致命的,因为传输设备的单条路由就包括多个甚高频频率,一旦出现问题就是大面积的频率失效或者强干扰。

(3)自然原因

由于甚高频需要在空气中进行传播,天气等因素也会影响到传输信号的质量,而地震等因素也会影响到地面的传输设备。极端的天气比如雷暴,会对甚高频设备造成雷击导致设备故障。虽然这类问题出现的频率很低,但影响却是巨大的。

4甚高频实际生产运行过程中遇到的干扰案例

案例一:

2016年5月23日夜间,首都机场塔台设备人员接到进近与塔台管制电话反映,118.5MHz,121.9 MHz,118.3 MHz,118.05MHz,119.7 MHz多个频率受到干扰,其中118.5 MHz与121.9MHz频率中有啸叫声,118.3 MHz,119.7 MHz,118.05 MHz三频率中串人了120.6 MHz管制语音。干扰出现后,管制员立即转用未干扰的其他频率,并未造成较大影响。

经过调查,造成此次干扰的原因为设备部门升级设备,但操作时施工资料存在错误,导致引接线路时一根线缆接错了位置,最终导致大范围的频率干扰。为典型的人为原因所导致的甚高频干扰。

案例二:

2018年10月19日中午,首都机场进近管制员反应,多个频率的西山台站可收到强干扰,其中包括120.6MHz、119.7 MHz、126.1 MHz、119.0 MHz等。管制员在收到干扰后立即在席位上关闭西山频点接收,并使用相同频率的其他频点接收,但其他频点也可收到较大干扰。此时管制部门不得不对进港飞机流量进行了限制,造成了一定影响。

经过设备部门排查,造成干扰的原因为传输设备老化导致。PCM设备板卡老化,导致在此块板卡上的频率同时自动发射干扰信号,由于干扰信号强,其他台站也都接收到了干扰,最终对管制服务造成了影响。此类干扰可以被归类为设备原因所造成的干扰。

5有效减少甚高频干扰的措施

甚高频干扰无法被完全消除,但可以通过有效的手段减少干扰出现的频率并减小干扰造成的影响。

通过在不同的地区建立甚高频台站,可以实现不同地区的甚高频台的异地备份。比如北京终端区的119.0MHz就同时拥有西山、塔河、200#三个甚高频频点,这样做的好处就是可以提高甚高频通信的可靠性,并且在单一台站受到干扰时,可以选择其他台站,减小单一频率所有频点都无法使用的概率。由于大多数区域只要有两个甚高频台就可以对整个扇区进行覆盖,所以整个扇区建设三个或者更多的甚高频台就可以大幅提高甚高频通信的可靠性。

采用更多的路由传输可以有效減少传输故障造成的通信中断,其中选择更多种类的运营商可以预防故障的集中发生。比如电信与联通所采用的传输方式就有所不同,可以有效提高甚高频通信系统传输的可靠性。

针对人为原因导致的干扰,相关设备部门可以加强工程资料的编写和核查工作;加强对施工人员的安全教育并改变工程资料的审核方式,由单人审核改为双人审核,确保施工资料准确无误。

6总结

甚高频干扰一直是空管领域的安全隐患,虽然干扰的类型并不多,但是造成干扰的原因却非常的多变,导致处理干扰的方式变得格外复杂,而至今也无法找到完全消灭干扰的合理化手段。随着北京终端区航班量的增加,地空通信的稳定性变得更为重要。希望本文对从事地空通信以及设备保障工作的相关人员有所帮助,从而保障安全生产及飞行安全。