民航甚高频通信邻道干扰分析及抗干扰应用

摘要：VHF通讯是空中机组和管制员之间进行双向通话的主要方式，对空中交通指挥和飞行安全起到了至关重要的作用。随着25 KHZ的民用航空频率实行25 KHZ后，管制工作频率不断提高，同一座台站之间的通讯系统通道数量也在不断增多，相邻通道之间的干扰也在与日俱增。本文从 VHF工作原理出发，对相邻信道干扰的形成机理进行了分析，并给出了具体的处理方法。

关键词：甚高频通信；邻道干扰；抗干扰

引言：当今，随着空中交通量的增加，飞机的密集程度也在不断增加。为保障飞行安全，空管部门不断增设管制区段，加大管制频次。同时，为实现975兆赫至136.975兆赫范围内的高效利用，国家对超短波基站采用25 KHz间隔控制，并在超高频基站上布设超高频带，造成邻近通道干扰。在既有外部条件下，如何克服邻近通道之间的干扰，是空管设备维护和建设部门面临的一个难题。

一、民航VHF通信站无线电干扰原因

目前，我国民用航空 VHF通信装置多为调幅模式。VHF通信系统是将管制员的话音信号调至工作频段，并经天线向外发射；接收天线接收到的信号经过放大、滤波、检测和噪声的解调，得到飞行驾驶员的声音。所以， VHF的所有特征都有调幅。

按照《002 MH_ T4001.1-2006甚高频地空通信地面系统第1部分》的规定， VHF收发信机在实际应用中的主要性能参数是：50 W （dbm）；VHF通讯系统耦合器的载波功率输出44 dbm；发送天线的增益达到3分贝。VHF接收器的灵敏度要求为：在1 khz、调制度30%、 SIND=12 DB时，其灵敏度不低于1.5µ V （-103 dBm左右）。而 VHF接收机的实用灵敏度是1微伏（-107 dBm），当检测信号的频率为1 khz、调制度30%、 SIND=12 DB时；接收天线的增益是3分贝。总之，民用航空所采用的 VHF通信系统，其设备安装简便，操作方便。然而，当 VHF接收装置周围有高功率的 RF信号时，就会产生很大的干扰。

VHF通讯是机载和地面测控台的通讯方式，它的工作频率一般为30-300兆赫。VHF波段具有线性传输特性，适用于短程通讯，但由于 VHF波段资源有限，且频谱资源日趋紧张，多波段间存在多源干扰，影响了通信质量。

二、民航甚高频通信站无线电干扰之邻道干扰

在民用航空甚高频通信系统中，经常会遇到相邻信道干扰。这类干扰主要表现在邻近信道对目标信道的干扰，特别是在邻近信道上的信道强很大时，对接收机性能有不利的影响。邻道干扰的出现，是因为接收机的滤波器无法对邻近信道进行充分的压制。理论上，接收机的滤波器应仅让目标频段的信号通过，而将其它频段的信号全部屏蔽。但是，在现实中，由于其物理特性所限，很难实现理想的选择性。这样，在邻近信道的信号强度达到一定程度后，就可以通过滤波器，进入接收机，与目标信号进行叠加，造成干扰。在数学上，相邻通道干扰可被表达为：

式中，S接收是接收机所收到的全部信号；S目标是目标频道的信号；S邻频n是第n个邻频道的信号；N是邻频信号的数量。

在实践中，相邻通道干涉会产生许多消极的结果：

（1） 信号畸变：相邻频率的信号会引起被测信号的畸变，使本来很清楚的信号看起来模糊。例如，在无线电通信中，如果两个相邻的无线电频道频率过于接近，它们的信号可能会相互干扰，导致接收到的声音信号出现失真或杂音，使得原本清晰的语音或音乐变得模糊不清，难以辨认。

（2） 通讯中断：在极端条件下，由于邻近信道较强的干扰，接收方不能正常解调，造成短暂的通讯中断。例如，在移动通信网络中，如果某个区域的多个基站使用的频段相互重叠或过于接近，当多个用户同时在该区域进行通话时，相邻信道的干扰可能会导致某个用户的通话质量急剧下降，甚至完全中断，造成通话失败，影响用户的正常使用体验。

（3）导航错误：在依靠 VHF通讯的情况下，相邻通道的干扰会导致导航数据出现错误，从而影响到飞机的安全性。利用频谱分析仪对相邻信道的干扰进行检测，必须充分考虑到信号的时域特征和统计特征。比如，对相邻信道干扰的长期观测，可以发现其规律性，从而判断其本质。在此基础上，本项目提出了一种新的方法，即通过对多个信道间的相互相关和相关系数的计算，来更准确的估计相邻信道之间的干扰。

三、 抗邻道干扰应对措施

邻道干扰是指邻近信道的信号对被接收信道的干扰，特别是在邻近信道的强信号情况下，对接收机性能有不利的影响。为了降低相邻信道之间的干扰，可以采用如下的方法。

（一）高性能滤波器

高性能滤波技术可以抑制邻近信道的干扰，并能对邻近信道进行有效的压制或消去，而不会对被测信道产生任何影响。在实际工程中，一般采用带通滤波器将接收机限制在某一频段。滤波器的设计需要综合考虑带宽、插入损耗、阻带衰减以及群时延等因素，保证在保证通讯质量的同时，尽量减小相邻信道之间的干扰。

（二）动态频率选择

DFS使通讯系统能够依据无线环境的变化而动态地选取工作频段。DFS技术依靠对频谱进行实时监控，从而找出受扰动最小的频段。当侦测到邻近的信道有干扰时，本系统会自动转换至较清楚的信道。该方法的实现要求高精度、高精度的算法以及高精度的硬件支撑。

（三）频率复用技术

以正交频分复用（OFDM）为代表的频率复用技术能够有效地利用频谱资源，降低相邻信道之间的干扰。正交频分复用（OFDM）技术最大的优点是对频率选择性衰减、多路径影响以及对时间同步的要求较低。另外， OFDM还可以通过调节子载波功率来降低相邻信道之间的干扰，进而改善整个网络的传输性能。

结语

随着民用航空管制的不断发展，同一管制区域 VHF地-空通讯频段间隔变短，相邻通道之间的干扰问题日益突出，如何与现有科技发展相结合，探索更加高效的25 Khz通道间隔下的抗邻道干扰的方法是值得深入研究的问题。

参考文献

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