浅析民航空中管制通信系统可靠性

顾杨

摘 要：随着民航事业的深入发展，我国对民航空中管制通信系统的要求也在逐步提高。而现阶段民航飞行流量也越来越大，不仅是外部监管对民航空管通信系统的要求在提升，而且空管部门内部也在加强通信系统的技术维护。通信系统是保证民航正常运行的必要组成部分，也是保持飞机驾驶人员与地面管制基地双向通话的重要途径。但随着通信系统使用频率的提升，无线电干扰等因素对通信的影响也越来越大。只有深入分析影响通信系统正常运行的细节问题，才能够有效提高空中管制通信系统的工作质量和效率。

关键词：民航;空中管制;通信系统;可靠性

中图分类号：V355.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）18-0047-02

0 引言

通信系統是地面空管基地与飞机驾驶人员联系的重要途径，在对飞机的起飞、降落过程具有重大影响。一旦飞机在起飞和降落阶段出现事故，将会严重影响到飞机上乘客的安全以及机场的秩序。为此，保证空中管制通信系统的正常运行是民航空管部门的首要任务，也是各个工作人员随时需要提高警惕的工作环节。空管部门需要及时分析影响通信系统正常运行的因素，并采用科学合理的方案解决通信屏障等问题。本文将对民航空中管制通信系统做出简要介绍，并分析影响通信系统运行的因素，提出针对性的解决方案。

1 民航空管通信系统的简述

民航空管通信系统是民航正常运行的重要保证，其作用是保证飞机驾驶人员与地面空管人员能够进行双向联络。实际上双方大部分通信时间在飞机的起飞、降落阶段，其目的就是保证飞机能够正常起飞和降落，进而保证飞机的安全。在民航空中管制工作中，主要依靠甚高频电台来完成飞机工作人与地面空管人员之间的联络，而甚高频电台种类繁多，不仅可以作为空管区域的的空中电台，还能够有效协调机场电台与机载电台之间的无线通信，是民航空管中使用最频繁的电台类型。

民航主要通过专用的固定频率来实现信号的接受和发送，这些专用的频率称为频点。现阶段，我国民航空中管制通信系统中有数百个频点，每一个频点对于民航驾驶人员与地面空管人员的双向联络都起到十分重要的作用。若这些频点受到其他无线电的干扰，很容易就造成地面空管人员无法发送信号的情况，或者飞机驾驶联络员接受不到信号，即使是微小的频率偏差，也会影响到飞机的正常运行。所以，民航空管通信系统是有关空管部门的重点维护对象，一旦出现故障，有可能引起重大事故，这也就是为什么近年来我国空管局在不断加强对空管基地无线通信的排查。但排查结果却不容乐观，并且由于我国对空管通信系统的使用和管理还不够成熟，使得现阶段民航空管通讯信息系统仍然存在较多问题。在数百个甚高频信道中，要想匹配出一个无干扰的频点较为困难，同时随着全国各地飞机流量的不断增加，甚高频设备的使用数量也在逐步提升，这就使得对空管通信系统的维护要求也越来越高。因而，为保证民航与空管人员能够顺畅地联络，我国各地空管基地正不断加强科学化管理，并对频点的使用作出合理规划[1]。

2 维持空管通信的通信系统

2.1 甚高频通信系统

甚高频通信系统的主要作用是保证飞机驾驶人员与地面空管人员之间的双向联络。飞机驾驶人员只要随意选择一个系统中的频点都能够向空管基地发送信号，或者接受来自空管基地的信号。甚高频通信系统由收发机、控制盒、天线三部分组成，其中收发机主要提供稳定的基准频率，并以空管场地的天线为发送媒介，向接收机发送信号。接收机收到信号后，经处理变得音频信号，供于驾驶人员接听。由于甚高频通信系统的干扰较小、保密性好，目前我国非常广泛地使用甚高频通信系统。但甚高频通信系统接受和发送信号的距离较短，并且受到飞机飞行高度的限制，所以常用于飞机的起飞、降落阶段，或者用于空管区域内飞机与空管人员的联络。

2.2 高频通信系统

高频通信系统一般是甚高频通信系统的备用系统，若甚高频通信系统出现故障，或者受到特殊信号干扰，则会选择高频通信系统来展开空地联络，以保证工作的正常运行。高频通信系统与甚高频通信系统的区别在与，高频通信系统适用于远距离空地联络，并且工作于短波波段，工作频率在较低。由于短波信号较为不稳定，并且现阶段通信电台数量较多，电台之间的信号干扰也趋于复杂化，导致高频通信系统的通信质量远不如甚高频通信系统。所以，高频通信系统一般作为备用通信系统，防止飞机在运行过程中完全失去联系。

2.3 选择呼叫系统

选择呼叫系统可以比作一种呼叫器，可以联系特定的飞机。每个飞机都有属于自己的音频编码，供于地面空管基地对本机的联络。选择呼叫系统的工作原理是地面空管基地或者塔台通过高频、甚高频通信系统联系指定的飞机。选择呼叫系统通过接受飞机的音频编码，并以亮灯或者提示信号提醒飞机准备进行联络，这时，飞行人员再看到提示后，便带上耳机听候空管基地或者塔台相关工作人员的指示。选择呼叫系统最大的优点就是，飞行人员不必一直戴着通信耳机，只要接受到提示信号，就能准备与地面有关人员之间的联络，进而消除了传统上机组长时间等候地面呼叫的缺点[2]。

2.4 音频综合系统

飞机上的音频综合系统主要包括飞机内部的所有通信系统，比如广播系统、乘务员之间的联络系统、呼叫系统等。音频综合系统是飞机内部运行的重要系统，对维持机内稳定的工作状态有着重要作用。

3 常见民航甚高频通信系统的信号干扰

3.1 互调干扰

互调干扰主要分为发射机互调干扰和接收机互调干扰，两者的互调干扰都是由器件的非线性所引起的。其中，发射机的互调干扰是一个空管基站同时使用多台发射机而产生的互调干扰，不论这些发射机是否共用同一天线，它们的信号都会因为多个发射机之间的互感现象而发生变化，并窜入到不同的发射机中，进而产生互调干扰，影响甚高频通信系统的正常运行。一般为了减少互调干扰对甚高频通信系统的影响，可以采取几点方法：（1）增大频率隔离度。若同一空管基地使用多台发射机，则需要增加发射机之间的距离以及天线之间的距离，并在输出端安装上带通滤波器，以减小各个发射机之间的干扰。（2）提高发射机末级器件的线性动态范围。（3）将单向隔离器放在每两个发射机和天线之间，以减小互调干扰。

接收机互调干扰只主要是由多个干扰信号同时窜入接收机，并且相互之间产生一定的频率关系，最后通过器件的非线性产生干扰。为降低出现接收机互调干扰的情况，可以采用多级调谐回路作为接收机的输入回路，阻止不利于接收机的干扰信号进入接收机，进而减少接收机互调干扰的出现频率[3]。

3.2 交调干扰

交调干扰主要是有用信号和强干扰信号同时作用于混频器时而产生的干扰，这种干扰对甚高频通信系统的危害较大，不仅影响甚高频通信系统的正常运行，若情况严重，还有可能造成空地失联。为减少交调干扰对甚高频通信系统的影响，可以提高前端电路的选择性，降低进入到混频器的干扰信号;或者使用平方律器件，进而减少组合分量。

3.3 中频干扰与镜像干扰

中频干扰与镜像干扰属于同一种类型的干扰，只不过干扰信号的频率不同。中频干扰指的是干扰信号和接收器中的信号频率相等而产生的干扰，而镜像干扰指的是干扰信号频率低于接收机中的信号频率而产生的干扰。这两种干扰最为常见，并且对甚高频通信系统的危害较大。

3.4 阻塞干扰

产生阻塞干扰的大致原因主要是器件的非线性以及接收机的动态范围受到限制，进而引发干扰。而具体原因有两种，一种是强干扰信号与较弱的有用信号同时进入接收机，导致接收机器件饱和并失真;另一种是当有用信号超过一定强度时，会导致振幅压缩，甚至阻塞，进而影响到甚高频通信系统的正常运行。

4 关于提高民航甚高频通信系统可靠性的几点建议

4.1 合并接受和发送信号的传输节点

对于甚高频通信系统，减少信号的传输节点能够有效降低信号节点之间的干扰，进而保证通信系统的正常运行。而减少信号的传输节点就是要合理地把接受节点和发送节点合并在一起。不论是接受信号还是发送信号，都在同一节点使用机器，尤其是要减少多跳传输节点，才能增强甚高频通信系统的稳定性和可靠性。

4.2 多种通信干线联合使用

据统计，由通信干线而引起的通信问题最多，在实际工作中，不能只采用一种运营商的通信干线，一旦这个运营商的通信干线出现问题，则需要耗费较多的时间去重新调整通信系统的工作状态;而采用多种通信干线，能避免由于其中一种通信干线故障而引起的通信紊乱。例如，对于甚高频通信系统的传输采用双干线模式，一支干线将移动线路作为主要干线展开传输工作，而另一支干线则将电信线路作为备用传输干线。一旦移动干线出现故障时，工作人员还能够使用备用的电线干线作为传输途径，不仅能够减少因通信干线故障而引起的通信瘫痪现象，还能够有效提高甚高频通信系统的可靠性。

4.3 异地备份

异地备份的原理是在不同地区建立多个甚高频台，形成扇形区域，并且同一个扇形区域由多个甚高频台覆盖，以增强甚高频通信系统的可靠性。大量实践表明，对扇形区域采用双重覆盖的方式，能够有效地提高甚高频通信系统的稳定性，若采用三个及以上的甚高频台覆盖方式，那么甚高频通信系统的可靠性几乎趋于完善。为此，异地备份的构建对提高甚高频通信系统可靠性起到不可忽视的辅助作用[4]。

4.4 注重抗干扰技术在通信系统中的应用

甚高频通信系统的故障主要是各种信号干扰所致，要想解决通信系统的故障问题，就必须从根源入手，减少信号干扰对通信系统的影响。一般而言，产生信号干扰的条件为：器件的非线性;干扰信号的频率与接收机中信号频率相符合并且能够进入接收机。为此，空管基地需要从引起信號干扰的条件入手，解决根源性问题，进而提高甚高频通信系统的可靠性。

5 结语

民航空管通信系统的稳定性与可靠性是展开相关管制工作的重要保障。只有确保通信系统能够正常运行，才能有效展开对飞行器的管制工作，进而提高民航的安全性。为此，空管基地需要及时分析各种信号干扰对空管通信系统的影响，并针对具体情况，寻找科学有效的解决方案，减小信号干扰，以保证空管通信系统的可靠性。

参考文献

[1] 孙艳玲.民航空中管制通信系统可靠性的研究[D].山东大学，2007.

[2] 杨静.针对民航空中管制通信系统可靠性的研究[J].电脑知识与技术，2013（06）：1336-1337+1356.

[3] 胡翼.试论民航空管系统管制不安全事件原因及危机干预[N].中国民航报，2016-11-03（006）.

[4] 韩爽.民航通信网络业务监控系统的设计及研究应用[J].中国新通信，2019（13）：16.