浅析电台调频对民航通信频率干扰问题

张宇航

编者按：在民航通信中，调频广播对民航通信干扰尤为显著。这篇文章分别从电台发射功率、辐射及频率自身特性等方面分析了调频广播对民航通信业务干扰问题，并提出了解决办法。

引言

在民用航空发展的过程中，无线电通信技术发挥着非常重要的作用，其对于保障民航飞行安全以及民航行业发展所起到的巨大帮助也使得其在近年中得到了越来越广泛的应用。但是随着无线电技术的不断发展，民航无线电通信受到干扰的情况也变得越来越多，给我国人民的生命以及财产安全带来了非常大的安全隐患。因此，对民航无线电通信干扰因素进行分析，并对如何更好地防范此類干扰进行研究，具有非常重要的意义。近年来，广播电视行业与民航行业发展迅速，造成广播频率日益向上扩展，同时民航频率又在向下扩展，使得使用频段过于拥挤，导致广播电视业务极易对民航地空通信频率造成同频或邻频干扰。

民航航空无线电通信应用简述

航空无线电通信在民用航空应用中，扮演着一个最为重要的角色。通过在民航中应用航空无线电通信，可以更好地为各个航班的飞行提供各类语音通信信号、通信接引以及高频遥控等一系列服务。目前，在民用航空器飞行过程中，可以通过甚高频地空通话以及数据传输，来让航空管制员与飞行员之间进行及时的信息交流，实现地面与空中的双向通信，这对于保证民航飞行过程中的高效性和安全性都是非常重要的。

干扰技术分析

频段手段

调频广播所占频段与民航无线电业务频段紧密相邻，如：民航导航（指点标）频段为74.6MHz-75.4MHz;广播电视业务频段为76MHz-84MHz;调频广播频段为87MHz-108MHz;民航导航（ILS、VOR）频段为108MHz-117.975MHz;民航VHF通信频段为117.975MHz-137MHz。 由于频段相邻，若两个系统间无隔离措施，相互影响的几率很大。

信号接收技术

对于信号本身而言，因受地波效应及各种障碍物的阻挡影响，在沿地表传输时距离有限，但在宽广的空中，即便是较弱信号也能覆盖;对于接收电台而言，相对于地面电台，处于一种传统设计及延续性考虑，机载电台不能像地面台那样，随电磁兼容性的要求变化增配耦合器、隔离器等设备，在选择性方面，显得十分脆弱。总之，民用航空器在空中受到干扰是由信号本身的传播特性和自身设备的设计缺陷造成的。

寄生调幅

寄生调幅是指宽频带调频波中包含不同频率的信号分量（频率连续分布）。 当通过RLC回路时，RLC回路对不同频率分量显现出不同的输出阻抗，从而导致输出信号幅度变化，成为调幅波形式。由于器件的非理想型，调频器在载波调制的过程中，其幅度也受到了调制信号或其他干扰信号的调制，这就是调频信号的寄生调幅，事实上几乎所有的调幅输出都带有寄生调幅。对于调频通信而言，其对寄生调幅这种干扰有较强的抑制力，因此在规定发射机输出调频信号附带的寄生调幅参数限制时，也就不是特别严格，但对于接收选择性差的调幅通信而言，接收机解调出调幅信息后，地空通信信道中就会夹杂着广播节目或其他干扰信息。

互调干扰

互调干扰[1]是由传输信道中非线性电路产生的，当两个或多个不同频率的信号输入到非线性电路时，由于非线性器件的作用，会产生很多谐波和组合频率分量，其中与所需要的信号频率相接近的组合频率分量会顺利通过接收机而形成干扰，这种干扰称为互调干扰。通常而言，广播电视部门设备功率过大，采用大功率发射，小则几百瓦，高至上千瓦。民航的地空通信功率低至几瓦，高至50瓦。这种上千倍的功率差，使两者在互相影响方面，民航地空通信受到的影响更大。尤其是在过年期间，某些区调区域内的航班时常会清晰地听见广播节目。理论分析，对民航通信较为有害的互调分量一般来自三阶互调[3]。

干扰分析

广播电台媒体业务的干扰

随着我国社会的不断发展，为了更好地满足我国人民的精神需求，各种广播电台以及民间电台的设立和使用都在快速的增长中。在这个过程中，由于广播电视业务中所使用的频率与民航业务中使用的频段非常接近，同时广播电视业务的无线电功率设置也逐渐增大，并且没有配置非常完备的滤波配套装置，促使在使用过程中非常容易出现广播电台信号串进航空通信频段的情况，这使得航空无线电通信经常受到干扰。

“黑广播”干扰影响

那么干扰信号多大可以对直线距离

453 km、高度10000 m的飞机产生干扰呢？假设机载电台接收机灵敏度为1μV（-107dBm），天线增益为0 dBi，频率为120 MHz，在自由空间传播下最远通信距离的传输损耗根据公式L=32.45+20lgD+20lgF计算得出127dB，根据公式-107=P-127计算得出等效辐射功率P=20 dBm=100 mW。

从以上计算可以看出：干扰源只需要100 mW的等效辐射功率就可以对453 km范围内飞行高度10000 m的飞机产生干扰，而“黑广播”发射功率都在1 kW以上，因此很容易对飞机产生干扰，严重时甚至会导致机组听不清或听不到令等，影响飞行安全。

“黑广播”对民航地空通信频率频繁造成干扰，究其原因还是因为其占用的调频广播频段87～108 MHz与民通信频段117.975～137 MHz相近，在发射功率过大、不加装滤波器、设备简陋不达标以及缺乏维护等情况下较强的互调信号和杂散信号落入民航地空通信频段内，一旦这些信号进入民航机载或者地面台站的接收机时，就会对民航地空通信频率造成干扰。 另外，近两年“黑广播”不断趋于专业化、规模化，个别不法分子通过在房门上及房间内安装摄像头、路由器、远程遥控设备，可以远程实时监控设备房间内外的动态，当怀疑自己的电台被盯上时，就可以远程关闭电台，让执法人员无从下手、无功而返[5]。 所以“黑广播”干扰相对于其他类型干扰查处大、耗时更长，对民航通信频率造成的影响经常会更持久。

干扰案例

（1）案例1

某地的民航地空通信频率为120.95 MHz，从2006年3月份开始，受到了调频广播的干扰，飞机在经过点“XXXXX”附近时，飞行员在信道中听到有持续的广播节目，无奈只能启用备频，120.95 MHz被迫停用。后查实，120.95MHz信道上的广播节目正是105.3 MHz的广播节目。105.3 MHz广播发射机的寄生调幅通过和89.7 MHz互调产生互调产物120.9 MHz串入120.95MHz信道。

分析得出，该互调属一型三阶互调，即两个工作频率互调的产物。公式为105.3 MHz+105.3 Mhz-89.7 MHz=120.9 MHz。假设民航通信系统与该调频广播台之间没有足够的保障距离，由于广电设备功率与民航通信设备功率相差甚大，那么在120.9 MHz±120 KHz的范围内都会受到干扰，即约10个地空通信信道都会受干扰。

（2）案例2

1996年4月下旬，某管制室120.50 MHz频率受到不明广播电台干扰，难以正常指挥飞机，对飞行安全构成极大威胁。经统计，该信号干扰范围以“XXX”点为半径，100 km区域内对空中机载电台造成影响。随后对该干扰源进行实地追踪。仔细监听后，发现是XXX省人民广播电台节目。至此，对该台进行广播信号源占用带宽、残波辐射等技术参数全面检测，通过互调干扰计算，排除主发射台造成的干扰。后期通过了解，查明在某两地各有一座可疑调频广播差转台，发射频率分别为89.7 MHz和100.6 MHz。检测参数后发现两台发射机技术参数不合格，谐波分量和占用带宽极大，89.7 MHz设备频偏已偏至90.7 MHz。实验后确认为两差转台造成此次干扰。

理论分析此次干扰原因是100.6 MHz的三次谐波与90.7 MHz的二次谐波互调干扰，即100.6×3-90.7×2=120.4MHz，与管制频率120.50 MHz相近。因上述两差转台未经无线电管理部门审批，通过当地无线电管理机构责成其停止工作后，排除了干扰。

干扰对民航的危害

长久以来，我国民航对于安全性以及可靠性的要求都是非常高的。在这样的情况下，电台广播干扰及“黑广播”干扰对于民航的影响都是非常严重的，而且在干扰较为严重的情况下，将会对飞机的安全飞行产生相当严重的影响。 轻则影响飞机的正常起飞或降落，引起复飞的情况，严重的时候甚至会引发空难，对人民的生命以及财产产生巨大的威胁。对于将安全飞行作为核心目标的民航而言，无论是通信、导航还是气象设备受到干扰，危害都是非常严重的，不但会大大加重飞行员和管制员的工作量，同时还会对航班产生连锁的影响，打乱民航的原本飞行计划，而对于将要降落的飞机而言，一但通信受到干扰，将会使其无法正常降落，因此造成复飞，这些情况都会带来很大的损失，同时也会使得飞行过程中的风险性大大提高。

干扰管理原因分析

设备原因

广电部门设备功率过大，设备性能不稳定是造成航空导航干扰的主要原因。发射设备超负荷工作，台站集中，设备老化、带外杂散大幅度超标[2]。广电部门存在一些擅自设台、随意变更台站核定参数的现象。由于广播电视系统频率属专用，在频率规划和台址审批时无须经过无线电管理部门的初审和电磁兼容性分析，这样就没有充分考虑频率互调、谐波对其他无线电台站造成的干扰。某些广电部门“先设后报、擅自设台”的现象也时有发生，为了扩大广播电视信号覆盖范围，未经规划和审批，擅自加大发射功率，随意变更台址，有的甚至变更发射频率，这些都是造成无线电干扰的重要因素。

区域管理范围

空中交通服务的范围同行政区划设有很大的不同[4]。一个空中交通管制中心的服务空域可能要跨越若干個省，由于地域上的差异，对口管理有很大的难度。民航设立地空通信台站，只在当地备案，但这个频率可能还需要邻近周边的地方无线电管理机构进行保护。由于信息不畅，有的地方无线电管理部门对于民航的一些干扰申诉不能作出正确的判断，因没有受干扰的证据，故不能及时采取措施消除干扰源。另一方面，空中交通服务受业务及政策驱使，改变扇区划设方案，导致地空通信系统的覆盖范围改变，由此引发的干扰问题对地方无线电管理机构来说就更加难以处理了。

解决办法

从以上分析可以看出，民航要彻底消除调频广播对民航地空通信的干扰是不现实的，但通过技术及管理手段，分区域采取相应的保护措施，可以把调频广播对民航地空通信的干扰限制在可容忍的范围内，从应用的角度解决干扰问题。

培训交流

通过组织培训交流经验，让从事民航无线电相关人员对无线电管理、频谱管理、调频广播及设备结构与工作原理有更全面的了解，有效提升对干扰的分析和处置能力，以便能够在第一时间发现干扰点、干扰类型及干扰频率。

加强审核

在媒体行业飞速发展的过程中，广播电视媒体的设置攻略在不断变大，同时其天线高、信号强度大、频带宽等特点使得其成为干扰民航无线电通信的最主要因素之一。为了更好地避免出现干扰现象，无线电管理机构应该履行自身的职责，对广播电视媒体的设备发射机进行严格的审核，对其设备质量和应用方法进行严格的控制，通过这样的方式来更好地改善电磁环境，为民航无线电通信的顺畅提供更好的保障。

加强监测

民航建设无线电监测网，在需要重点关注的地点设监测与记录设备，实时监测调频广播发射性能与工作状况，提高处理干扰问题时效。民航组建无线电干扰监测站，专门执行对空中交通服务区域内无线电干扰的信息收集与处理工作，及时向民航及地方无委报告干扰信息，在需要时到干扰区域内查找干扰源。

加强管理

督促广电部门严格执行相关技术标准和管理规定，加大频率台站管理力度，加强广播电视、电台的监测。如果台站资料清楚，干扰查出则容易许多。严格执行设台审批制度、加强设台前的设备监测、加大无线电监督检查力度是无线电管理工作的重中之重。此外，黑广播也是干扰民航通信的一重要原因，无委会加强对黑广播的监控也是避免民航通信受干扰的重要保证之一。

加强宣传

在民航无线电通信干扰的发生原因中，有一部分是由于无线电台的使用者不懂也不了解非法设台的危害[6]。为了更好地避免这种情况，无线电管理机构需要不断强化对相关法律法规以及危害的宣传，通过这样的方式来让设备使用者、销售者都更好地对其危害和需要负的责任有明确的认识。 以此来更好地保证人们都可以合理合法地应用无线电的频率，合法设置无线电台。为了达到这个目标，相关部门的工作人员可以采用印制发放宣传册、开展培训和宣传等方式，更好地保证人们规范使用无线电。

结论

综上而言，解决调频广播对民航通信干扰问题，应在充分宣传的基础上，建立民航空中交通服务部门与各个地方广电部门及无线电管理部门信息共享工作关系，监管好设施的同时，也着眼于预防新干扰出现。民航应努力搭建和广电合作的桥梁，使双方在兼顾对方利益的同时提升自身产业发展水平。

参考文献：

[1]中国民用航空局.甚高频地空通信地面系统第1部分：话音通信技术规范[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/XXGK/XXGK/BZGF/HYBZ/201708/P020170804562203452128.pdf，2016-05-09.

[2]孙清淼.调频广播对航空通信的干扰及处理方法探究[J].中国新通信，2019，21（04）：5.

[3]李国强.民航无线电干扰案例分析[J].中国无线电，2004（12）：32-34.

[4]俞建明，张保明.民航导航频率受广播台站干扰的问题分析[J].中国无线电，2006（02）：22-23.

[5]张磊.民航地空通信频率受“黑广播”干扰影响分析及治理思路[J].通讯世界，2019，26（05）： 29-30.

[6]张彦.民航无线电通信干扰分析及防范此类干扰的对策研究[J].数码世界，2019（03）：35.