在廣電臺站設(shè)備測試中應(yīng)把握的主要技術(shù)問題

相關(guān)專題: 無線

  近一年多時間內(nèi),安徽省無線電管理部門不斷接到合肥民航空管部門有關(guān)民航移動頻率受干擾的投訴,其數(shù)量占全省無線電干擾投訴總數(shù)的一半以上。安徽省無線電監(jiān)測站和相關(guān)地市無線電管理處及監(jiān)測站緊密協(xié)作,通過認(rèn)真細(xì)致的監(jiān)測工作,排查了發(fā)生在安徽省區(qū)域內(nèi)多條航線上的無線電干擾,消除了民航飛行安全的重大隱患。

  在實際查處過程中,我們遇到了許多困難,通過采取相應(yīng)的對策,有效地解決了問題。

  現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)施不足,干擾源查找工作量大、過程長

1.1 干擾范圍大、特征描述不明確

  干擾航空的信號多數(shù)在6000米高度以上,甚至8000米或10000米高度,地面接收不到,固定監(jiān)測站和移動監(jiān)測車也無法監(jiān)測到;而機(jī)載甚高頻電臺在3300米高度通常可以收到150千米范圍內(nèi)區(qū)調(diào)發(fā)送的信號,在6000米以上高度甚至可以達(dá)到300千米以上的范圍。從理論上分析,在合肥空管區(qū)域內(nèi)的機(jī)載電臺使用的區(qū)調(diào)通信頻率受到的干擾,其干擾源可能在安徽省行政區(qū)域以外。

  再加上民航申訴中一般不能提供規(guī)范的信號特征描述和干擾信號錄音,給干擾源的分析、查處帶來很大的難度。

1.2 艱苦監(jiān)測,鎖定廣電發(fā)射設(shè)備

  在一次干擾查處中,面對復(fù)雜的局面,我們從民航管理部門找來具體的航線圖,經(jīng)過仔細(xì)的分析討論,確定了具體的監(jiān)測方案。在海拔600多米的大龍山上,在民航頻率上監(jiān)測到干擾信號,為多個調(diào)頻廣播信號混雜在一起,但其頻率并不滿足互調(diào)關(guān)系。開關(guān)機(jī)試驗證明:關(guān)閉其中任一臺發(fā)射機(jī)干擾信號強(qiáng)度都會減弱,但依然存在。我們由此認(rèn)為是多臺發(fā)射機(jī)的雜散發(fā)射落入民航頻率帶內(nèi)(當(dāng)時不具備對大功率電臺的閉路測試條件),要求廣電部門降低發(fā)射機(jī)功率,其中主要的干擾源從3kW降至1kW(該發(fā)射機(jī)天線為垂直極化,與民航的極化方式相同)。此后,該航路的干擾投訴不再出現(xiàn)。

  總結(jié)這次干擾的查處經(jīng)驗后,我們把監(jiān)測的重點放在航路附近的廣播電視發(fā)射臺,成功地排查了其它四條航線上的干擾源,均為廣播電視發(fā)射設(shè)備。在監(jiān)測過程中,我們一般選取離廣電發(fā)射塔1km左右的距離(空間傳輸損耗約75dB,減小接收機(jī)的內(nèi)部互調(diào)產(chǎn)物),盡量選擇開闊地和制高點,保證能夠有效地監(jiān)測到干擾信號,并接近自由空間傳輸特性。同時使用不同的接收機(jī)和天線在多個地點進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測到信號后做開關(guān)機(jī)驗證,并進(jìn)行拉距測試以了解干擾在地面覆蓋的范圍,為干擾的技術(shù)分析,采集數(shù)據(jù)、提供依據(jù)。

1.3 固定監(jiān)測站需占據(jù)制高點

  保障民航通信和飛行安全,排查民航移動頻率的干擾是無線電管理一項重要而艱巨的任務(wù)。為能夠快速、有效地查找干擾源,在安徽省內(nèi)尤其是航路上的制高點(高山或高塔)建設(shè)固定監(jiān)測站是非常必要的。

干擾形成的機(jī)理復(fù)雜,技術(shù)分析難度大

  通過現(xiàn)場勘察和監(jiān)測,我們發(fā)現(xiàn)廣電部門同址共塔設(shè)置大功率調(diào)頻廣播、電視發(fā)射機(jī)的現(xiàn)象極為普遍。發(fā)射機(jī)的功率從1kW到10kW不等,其天線隔離度無法滿足技術(shù)要求;既有電子管,也有晶體管模塊化結(jié)構(gòu)。由于長時間滿負(fù)荷工作,其射頻指標(biāo)難以得到有效保證,存在故障電臺發(fā)射現(xiàn)象。這種情況會導(dǎo)致復(fù)雜的互調(diào)信號、大量的雜散發(fā)射信號,落入民航專用頻段,使該頻段的電磁環(huán)境嚴(yán)重惡化。

  因此,干擾形成的具體原因非常復(fù)雜。監(jiān)聽中有時會聽到四、五個不同的電臺節(jié)目內(nèi)容,而且不同的極化方式有著不同的測量結(jié)果,技術(shù)分析難度大;由于廣播電視業(yè)務(wù)的重要性和特殊性,不可能頻繁地做關(guān)機(jī)試驗,我們只有通過反復(fù)、細(xì)致地監(jiān)聽、監(jiān)測,掌握大量的數(shù)據(jù),經(jīng)過理論計算和分析,預(yù)先判斷出嫌疑干擾源,并制訂具體的測試程序,盡量減少測試對廣播電視業(yè)務(wù)正常播出的影響。

  在整個排查過程中,我們發(fā)現(xiàn)干擾形成的機(jī)理有以下幾種:

(1)發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾

  二階互調(diào):合肥大蜀山89.5 MHz調(diào)頻廣播和11頻道電視圖像載頻(208.25 MHz)產(chǎn)生二階互調(diào)產(chǎn)物(208.25-89.5=118.75),飛機(jī)在經(jīng)過該區(qū)域時,機(jī)載電臺就會受到干擾。

  三階互調(diào):合肥市106.9 MHz和92.4 MHz調(diào)頻廣播產(chǎn)生三階互調(diào)產(chǎn)物(106.9×2-92.4=121.4),干擾民航緊急遇險頻率。

  互調(diào)再互調(diào):如巢湖鳳凰山調(diào)頻100.7 MHz、88.1 MHz產(chǎn)生三階互調(diào)產(chǎn)物(88.1×2-100.7=75.5),在100.7 MHz發(fā)射機(jī)再互調(diào)(100.7×2-75.5=125.9)落在125.9 MHz附近;同時90.8 MHz在75.8 MHz上存在一個很強(qiáng)的雜散信號,與100.7 MHz互調(diào)落在125.6 MHz附近(雜散信號互調(diào))。所以在125.75 MHz頻率上可以監(jiān)聽到100.7、90.8和88.1 MHz三個干擾信號,干擾飛行頻率。

(2)故障電臺發(fā)射

  發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障的原因很多,需要設(shè)臺單位密切配合,做深入的測試工作。

  發(fā)射機(jī)激勵器故障導(dǎo)致雜散發(fā)射超標(biāo),例如:六安市102.1 MHz調(diào)頻發(fā)射機(jī)激勵器部分出現(xiàn)故障,在120 MHz~135 MHz段內(nèi),每隔4 MHz出現(xiàn)一段雜散信號,直接干擾民航專用頻率。

  廬江縣103.9 MHz發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障,干擾民航通信頻率,開路測試發(fā)現(xiàn)其二次諧波幅度比主波信號還大。

  阜陽市90.0 MHz發(fā)射機(jī)功放部分失諧,開路測試發(fā)現(xiàn)其落在民航通信頻率附近的信號幅度與主波信號相當(dāng),距離發(fā)射臺約20 km處都可以監(jiān)聽到該調(diào)頻廣播信號。

(3)雜散發(fā)射

  GB4312.1—84中規(guī)定:(調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)輸出)功率>25W,殘波輻射強(qiáng)度<1mW并低于載波功率60 dB。當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出功率為10kW時,殘波輻射強(qiáng)度<1mW時就必須要低于載波功率70 dB。另一方面,通過理論計算可以了解雜散發(fā)射信號造成干擾的程度。

  資料顯示機(jī)載甚高頻電臺參數(shù)為:

  接收靈敏度≤1.5μV(-103.5 dBm),天線增益2 dB,設(shè)其饋線部分損耗為2 dB,則系統(tǒng)接收電平門限為-103.5 dBm;距離飛機(jī)10 km,工作頻率為120 MHz,傳輸路徑損耗L=32.45+20lg10+20lg120=94 dB;可以得到電平為-9.5 dBm(0.12 mW)的同頻發(fā)射信號就可以對機(jī)載電臺直接產(chǎn)生干擾(如果看成寬帶FM對A3E的同頻干擾,考慮信號質(zhì)量為3級,還需要8 dB的射頻保護(hù)比)。表1給出一些參考數(shù)據(jù)。



  我們看出1mW的同頻信號在最大距離達(dá)30 km時還可以干擾機(jī)載電臺。

  在發(fā)射機(jī)閉路測試不具備條件時(雜散發(fā)射的準(zhǔn)確測量應(yīng)在閉路條件下進(jìn)行),可以通過一定的監(jiān)測程序,確定干擾是否屬雜散發(fā)射。

(4)采用垂直極化方式

  GB4312.1-84中規(guī)定:(調(diào)頻廣播)電波的極化方式為水平極化。如采用其他極化方式,應(yīng)報廣播電視部批準(zhǔn)。然而,由于人為無序地增加廣播發(fā)射機(jī)的功率且臺站數(shù)量增長較快,使得調(diào)頻廣播頻段本身的背景噪聲電平很高,在一定的接收范圍內(nèi),垂直極化方式比水平極化測量的噪聲電平至少低10 dB。因此,調(diào)頻廣播開始使用垂直極化方式以改善接收質(zhì)量,而民航機(jī)載甚高頻電臺為垂直極化,所以對其造成的干擾更為明顯。安徽省的多個垂直極化發(fā)射臺,在我們查處的五條航線干擾中,無一例外都成為干擾源(或其中之一)。在不能改變極化方式的情況下,可以給發(fā)射機(jī)加裝濾波器、并適當(dāng)減小發(fā)射功率,來抑制、消除干擾。

干擾的協(xié)調(diào)、處理困難大

  由于廣播電視業(yè)務(wù)的重要性和特殊性,對其頻率管理的歷史原因,干擾源的排查過程以及后期協(xié)調(diào)和處理都面臨著很多困難,涉及技術(shù)層面和行政方面。

  一般情況下,安徽省民航干擾查處需要經(jīng)過以下流程來進(jìn)行。安徽省監(jiān)測站通過大量細(xì)致的監(jiān)測工作后掌握干擾源的具體情況,報告省無委辦。省無委辦組織省廣電局、民航合肥空管中心、省監(jiān)測站人員成立聯(lián)合監(jiān)測小組,相關(guān)市無線電管理處監(jiān)測站和廣電局人員參加,對干擾情況進(jìn)行專項監(jiān)測,形成最終的監(jiān)測報告。安徽省民航無線電專用頻率專項整頓長效機(jī)制領(lǐng)導(dǎo)小組召開辦公室協(xié)調(diào)會議和領(lǐng)導(dǎo)小組會議,在會議紀(jì)要中統(tǒng)一意見并明確整改措施和要求,在廣電部門高度重視和積極配合下,降低超標(biāo)的發(fā)射功率、加裝濾波器、維修故障設(shè)備、調(diào)整頻率分配。只有在各相關(guān)部門的共同努力下,才能徹底消除民航頻率遭受的干擾。

結(jié)束語

  隨著民航和廣播電視事業(yè)的快速發(fā)展,一方面航班、航線持續(xù)增加,另一方面調(diào)頻廣播臺站急劇增加,再加上其管理的相對滯后,民航專用頻率受到的直接干擾和存在的隱患呈增長態(tài)勢。

  保護(hù)民航專用頻率電磁環(huán)境是一項長期而艱巨的任務(wù),從技術(shù)管理角度來看,無線電管理部門應(yīng)加強(qiáng)日常監(jiān)測,掌握廣播電視發(fā)射機(jī)的功率水平,并對在用廣播電視發(fā)射機(jī)進(jìn)行射頻指標(biāo)檢測,以消除對民航通信頻率的干擾隱患。

編者:

  在前面的“廣電專項整頓”版塊中,我們通過“經(jīng)驗交流”和“技術(shù)研究”兩個部分,向讀者重點介紹了安徽省的廣播電視臺站檢查治理整頓工作。當(dāng)前,部分廣播電視臺站的違章設(shè)置,違規(guī)使用等產(chǎn)生的電磁干擾,已成為全國范圍內(nèi)擾亂空中電波秩序、干擾民航飛行安全的主要因素之一。對此,安徽省無線電管理部門在全省范圍聯(lián)合廣電、民航等部門積極開展了此項工作,收到了很好的效果,走在了全國的前列。

  除廣電專項治理整頓外,安徽省無線電管理部門在保證重大活動,服務(wù)公眾無線通信,加強(qiáng)手機(jī)屏蔽器管理,推動人才戰(zhàn)略等方面,都進(jìn)行了有益的嘗試,并取得了一些成功的經(jīng)驗。在下面的“空中電波衛(wèi)士”版塊,我們將為讀者帶來安徽省無線電管理工作者的相關(guān)做法和經(jīng)驗,也希望能給大家一些啟迪。
作者:安徽省無線電監(jiān)測站 王貴 周民   來源:中國無線電管理

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