新機(jī)場(chǎng)及擬校飛機(jī)場(chǎng)電磁環(huán)境測(cè)試探究范文

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[摘要]電磁環(huán)境測(cè)試是保障航空通信、導(dǎo)航以及各類無線電業(yè)務(wù)正常工作至關(guān)重要的程序，無論是新建機(jī)場(chǎng)還是擬校飛機(jī)場(chǎng)，均需對(duì)機(jī)場(chǎng)周圍的電磁環(huán)境進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估。以德國(guó)RS公司生產(chǎn)的DDF205測(cè)向機(jī)和ADD196測(cè)向天線為基礎(chǔ)，探討對(duì)機(jī)場(chǎng)電磁環(huán)境進(jìn)行測(cè)試的方法。

[關(guān)鍵詞]電磁環(huán)境；新建機(jī)場(chǎng)；頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備；選頻

對(duì)于新建機(jī)場(chǎng)和擬校飛機(jī)場(chǎng)，電磁環(huán)境存在未知性、不確定性。機(jī)場(chǎng)電磁環(huán)境測(cè)試是保障航空無線電通信導(dǎo)航頻率的安全使用以及各類無線電業(yè)務(wù)正常工作至關(guān)重要的程序，新建機(jī)場(chǎng)建設(shè)前需對(duì)機(jī)場(chǎng)周圍的電磁環(huán)境進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估。

1電磁環(huán)境測(cè)試的必要性

新建機(jī)場(chǎng)需建設(shè)包括通信、導(dǎo)航、遙測(cè)和雷達(dá)等多種無線電設(shè)備臺(tái)站，因此在機(jī)場(chǎng)選址階段就必須考慮電磁環(huán)境因素，并做電磁環(huán)境測(cè)試，以此作為設(shè)置航空無線電臺(tái)站的技術(shù)參考依據(jù)。對(duì)于擬校飛機(jī)場(chǎng)，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，機(jī)場(chǎng)周邊必然會(huì)發(fā)生一定的環(huán)境變化，有源干擾和周圍地形地物變遷帶來的發(fā)射、折射，都可能對(duì)正常信息造成影響，因此為了確保校飛工作順利進(jìn)行，必須對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)。

2頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備

RS公司生產(chǎn)的頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備使用相關(guān)干涉體制和9陣元天線完成信號(hào)的測(cè)試、接收和解調(diào)。頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)指定頻段無線電頻譜隨時(shí)間變化情況，檢測(cè)信號(hào)各項(xiàng)參數(shù)（頻點(diǎn)、電平、帶寬）隨時(shí)間變化情況，最終形成電磁環(huán)境的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，快速頻段掃描功能可獲取指定頻段內(nèi)的信號(hào)頻譜分布、時(shí)頻分布，并且具備長(zhǎng)期不間斷監(jiān)測(cè)能力，從而為新用頻設(shè)備的頻率選擇提供依據(jù)。

3機(jī)場(chǎng)電磁環(huán)境測(cè)試技術(shù)研究

3.1電磁環(huán)境測(cè)試應(yīng)滿足的要求

需要進(jìn)行電磁環(huán)境測(cè)試的情況：新建（遷建）機(jī)場(chǎng)，測(cè)試地面航空無線電臺(tái)（站）對(duì)應(yīng)的無線電頻段；機(jī)場(chǎng)改建（擴(kuò)建）后，至少測(cè)試新建、變更無線電臺(tái)（站）址的地面航空無線電臺(tái)（站）對(duì)應(yīng)的無線電頻段；新建、變更無線電臺(tái)（站）址的地面航空無線電臺(tái)（站），測(cè)試其對(duì)應(yīng)的無線電頻段；機(jī)場(chǎng)周邊新建大型無線電發(fā)射設(shè)備，如廣播信號(hào)塔等，對(duì)相應(yīng)頻段內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試系統(tǒng)要求：無論是頻譜分析儀還是頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備，作為測(cè)試系統(tǒng)必須滿足相應(yīng)的技術(shù)要求，方可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)電磁環(huán)境的測(cè)試工作，為滿足新建機(jī)場(chǎng)及擬校飛機(jī)場(chǎng)測(cè)試需求，測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)滿足的技術(shù)指標(biāo)包括三方面。一是覆蓋頻段，測(cè)試系統(tǒng)需覆蓋滿足所有無線電設(shè)備的使用頻段，包括通信、導(dǎo)航、監(jiān)視、ADS-B、遙測(cè)、雷達(dá)等；二是多種測(cè)向帶寬以適應(yīng)不同的信號(hào)及密集的頻譜場(chǎng)景，最小測(cè)向帶寬應(yīng)不大于120Hz，最大測(cè)向帶寬應(yīng)不小于1.2MHz；三是具備模擬信號(hào)解調(diào)能力，模擬接收鏈路上具備模擬濾波器組，濾波器組應(yīng)包括：低通、高通、帶通以及電調(diào)跟蹤濾波器；

3.2電磁環(huán)境測(cè)試準(zhǔn)備工作

分析地理環(huán)境：電磁環(huán)境測(cè)試時(shí)首先要掌握待測(cè)機(jī)場(chǎng)及周邊的地理環(huán)境信息，包括：山區(qū)丘陵分布、金屬架橋、電力線纜、建筑、高速公路、鐵路等特殊地形的高度、面積信息。選擇測(cè)試地點(diǎn)：對(duì)地理環(huán)境充分分析掌握后，選取位置開闊、接受范圍廣的位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)站的建立，頻譜監(jiān)測(cè)設(shè)備移動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)作為機(jī)動(dòng)性較好的監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠隨時(shí)調(diào)整監(jiān)測(cè)位置，更大限度的減小地形對(duì)監(jiān)測(cè)效果的影響。關(guān)注信號(hào)發(fā)射源：進(jìn)行電磁環(huán)境測(cè)試工作時(shí)還需考慮的因素有機(jī)場(chǎng)附近區(qū)域內(nèi)的大信號(hào)發(fā)射源。目前常見的民用無線電設(shè)備包括通信廣播、電視信號(hào)、寬帶網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星信號(hào)等多種信號(hào)，在地面架有各類信號(hào)發(fā)射裝置，如電視信號(hào)塔、廣播天線塔、手機(jī)信號(hào)基站等各類設(shè)施，在進(jìn)行電磁環(huán)境測(cè)試前需對(duì)此類設(shè)施進(jìn)行了解掌握，重點(diǎn)關(guān)注該類信號(hào)發(fā)射源的位置、頻段。通過分析機(jī)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)信號(hào)發(fā)射源的相關(guān)信息，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在沖突的頻點(diǎn)，在測(cè)試過程中一旦出現(xiàn)可能對(duì)機(jī)場(chǎng)無線電設(shè)備產(chǎn)生影響的信號(hào)，首先對(duì)比已掌握的信號(hào)發(fā)射源，能夠極大的提高測(cè)試效率。

3.3電磁環(huán)境測(cè)試內(nèi)容

信道占用度：為了提高頻譜的利用率，必須全面而又及時(shí)地掌握頻譜的使用情況，將其用具體的數(shù)字來表示，這就是頻譜占用度，也稱頻率利用率。通過信道占用度可以及時(shí)掌握頻譜占用情況，為新增使用頻點(diǎn)提供參考依據(jù)，其計(jì)算方法是，在某一給定的頻段Fg內(nèi)，被使用的頻率數(shù)量為Fu，則將Fg/Fu的比值稱為頻譜占用度。信道占用度的優(yōu)點(diǎn)在于可以合理的規(guī)劃頻率的使用，如在某個(gè)頻段范圍內(nèi)頻段占用度較低，而該頻段作為民用航空通信頻段，其頻率資源較為寶貴，則可以將頻段內(nèi)的信號(hào)集中整合，縮小使用頻段。背景噪聲：各類無線電設(shè)備工作頻點(diǎn)處干擾及雜波信號(hào)的強(qiáng)度。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，各類無線電設(shè)備的電磁環(huán)境應(yīng)滿足相應(yīng)的防護(hù)率。背景噪聲的產(chǎn)生原因復(fù)雜多樣，難以消除。因此在新建機(jī)場(chǎng)或擬校飛機(jī)場(chǎng)電磁環(huán)境測(cè)試時(shí)，對(duì)于背景噪聲的監(jiān)測(cè)十分必要，能夠避開噪聲大的頻段，提高信號(hào)質(zhì)量。大信號(hào)干擾監(jiān)聽：對(duì)新建機(jī)場(chǎng)及擬校飛機(jī)場(chǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的大信號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽，監(jiān)測(cè)其技術(shù)指標(biāo)，判斷是否對(duì)所建設(shè)的通信導(dǎo)航等無線電設(shè)備構(gòu)成干擾。機(jī)場(chǎng)無線電設(shè)備種類眾多，在接收設(shè)備中如果存在大信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)極易造成接收機(jī)燒毀，影響飛行安全，因此需要及時(shí)監(jiān)測(cè)、發(fā)現(xiàn)無線電大信號(hào)。

4結(jié)語

頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠滿足新建機(jī)場(chǎng)及擬校飛機(jī)場(chǎng)電磁環(huán)境測(cè)試需求，形成的測(cè)試數(shù)據(jù)具備準(zhǔn)確性，可作為無線電設(shè)備建設(shè)及校飛的依據(jù)。同時(shí)，頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可用于無線電干擾源的查找與定位，對(duì)提高電磁環(huán)境安全以及保障無線電設(shè)備正常工作有極大的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙慶鎖，王建勇，王京南.頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在全球衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2014（12）.

[2]董海崗.無線電監(jiān)測(cè)及其測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2009.

作者:韓永樂 唐文君 單位:中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院