民用航空NDB导航台、甚高频通信台合建可行性分析

魏小泽

中国民用航空华北地区空中交通管理局内蒙古分局 内蒙古 呼和浩特 010010

1 甚高频通信台址设置原则

①台址设置应满足运行需求、地空通信覆盖需求；②周围地理环境无高大遮蔽，不影响电波正常传播；③电磁环境符合《民用机场与地面航空无线电台（站）电磁环境测试规范》要求[1]。

在进行选址工作时，应按照图上预选、实地勘察、现场测量和技术分析的顺序进行。在实地勘察过程中，要根据现场坐标、拟建台址发射天线高度、接收天线高度（飞机常用巡航高度）、等效全向辐射功率等参数绘制甚高频信号覆盖图，分析覆盖是否满足管制指挥需求[2]。在满足覆盖需求的前提下，还应考察台址周边地形、地质、气象、水文等条件，同时确定台址供电、运营商接入资源、安防等配套设施是否满足需求。对于多个备选台址方案，需结合实际情况进行综合对比，比选出最优的台址方案。

2 NDB、甚高频系统工作原理

2.1 甚高频系统

民航甚高频（VHF）系统工作在117.975MHz-137MHz频段，属于半双工通信，是管制员指挥飞机的重要手段。发射端通过调幅调制方式将语音信号加载至载波（DSB-AM全载波），接收端通过超外差解调出语音信号，实现管制员与机组之间的地空通信[3]。

2.2 NDB系统

民航无方向性信标（NDB）系统工作在190KHz-700KHz频段，是国际民航组织标准的近程导航设备。发射端通过调幅调制发射垂直极化的无方向性电波（键控载波），机载无线电罗盘通过接收无方向性信标发射的信号来测定飞机与信标的相对方位角，实现引导飞机沿预定航线，从一个信标台到另一个信标台的飞行和飞机进场着陆、飞机离场飞行的过程。

3 结合实例进行合建理论分析

本人在负责建设某甚高频通信台时，在满足覆盖需求、电磁环境防护的前提下，实际考察了3个备选台址，综合考虑配套设施、工期、后期维护等因素，最终选择在某机场NDB导航台进行合建。而甚高频设备、馈线及天线全在NDB天线的近场内，且NDB天线输出功率高，近场场强强度大，虽然射频无法冲开甚高频收信机静噪门限，但是在所有设备和线缆上均会产生较强的电势差，在甚高频接收到有用信号后，静噪门打开时，NDB信号是否会随着线缆耦合进来，从而降低甚高频通信效果。此前，未有过类似的合建经验，出于上述疑问，本人对合建的可行性进行了如下分析。

3.1 通过理论计算NDB对甚高频的影响

新建甚高频天线架设高度10m，机场NDB天线架设高度30m。二者相对位置为两者水平直连距离，最小为50m。该机场NDB工作频率为443kHz，发射功率0.5kW（56.99dBm），其天线为无方向性天线，新建甚高频天线为水平全向天线。

根据自由空间信道插损计算公式：

可知，NDB信号在甚高频天线附近的空间衰减为：Lfs=-0.65dB；

在甚高频天线接收到的信号强度为：P1=56.99-Lfs= 57.64dBm。

甚高频接收采用双腔滤波器的方式，带内插损约2.2dB，带外500 kHz衰减不小于36dB，见图1。

图1 左右500kHz处抑制值

从测试曲线上看，在距离中心频率7MHz时抑制度为80dB，大于7MHz基本上在设备的低噪以下。而在距滤波器中心频率27MHz的100MHz频点处，滤波器的抑制度达到85dB，见图2。

图2 各频点处抑制值

由于滤波器衰减85dB，馈线损耗不大于1dB，收信机天线口接收到信号幅度为：P2= P1-85-1 =-28.36 dBm；

接收机选择性为80dB±17kHz@f0（f0为接收机工作频率），降灵抑制度为85 dB。此时信号的幅度为：P3= P2 - 80dB =-108.36 dBm；

此时小于接收机灵敏度于-103.5dBm，在叠加周围环境底噪的情况下，适当抬高接收机的静噪门限，完全可以抑制掉带外的NDB信号。

3.2 三阶互调影响分析

设定NDB的频率为Fn，甚高频的频率为Fm，则产生的可能落在民航频段的三阶互调频率为：F1=Fm±2Fn。

根据《民用航空空中交通管制服务地空通信设备配置 第一部分：语音部分》规范要求[4]，在该台址增设4个甚高频频率（满足组内无三阶互调干扰），用于所辖区域管制扇区内的中低空空中交通管制，同时依据民航规范《甚高频地空通信地面系统+第1部分：话音通信系统技术规范》要求[5]，甚高频频率的信道间隔为25KHz，通过实际理论计算，该机场NDB频率与增设的4个甚高频频率产生的三阶互调频率满足规范间隔要求，不会对甚高频通信产生影响。

3.3 其他影响及建议

甚高频系统中电台、传输设备、UPS不间断电源、直流电源等设备中，其中任一设备出现问题，都会对系统的通信效果产生影响[6-7]。为消除该影响，在甚高频通信台建设时，所有的设备要集中共地，且信号应采用屏蔽线缆进行铺设，并与NDB导航台设备、线缆远离，且避免长距离平行走线；甚高频设备与NDB设备接地系统相互独立，不可同点共地；甚高频系统的传输路由PCM中继，最佳选用光纤传输，减少电磁对传输的影响。

4 结束语

根据以上理论分析，在甚高频台建设时通过合理的系统分布和科学的施工，能够避免NDB导航台对新建甚高频台的影响，保障甚高频系统通信正常。因此，NDB导航台、甚高频通信台合建是可行的，通过此合建方式，不仅可以节约投资，还可以充分利用现有台站的优越配套设施条件，提高后期运行维护的可靠性，同时，希望本文能给民航同业人员提供一定的参考，一起为四强空管、民航强国做好基础建设支持。