浅谈民航中甚高频通信系统及应用

浅谈民航中甚高频通信系统及应用

杨斌

民航山西空管分局，山西太原 030000

摘要：随着社会经济的发展，出行交通方式已由地面为主转变为陆空综合立体交通，其中以民航为代表的空中交通发展迅速，而可靠的通信系统为民航飞行安全提供了必要保障。本文主要对甚高频通信系统中地面系统的组成及架构等方面做简要介绍，阐述甚高频通信系统在民航中的应用。

关键词：VHF；甚高频通信；民航；甚高频应用；甚高频组成；

0 前言

甚高频通信系统是移动无线电通信中的一个重要系统，用于民用航空及海事近距离通信。其通信方式以话音、图像、数据为媒体，通过光或电信号将信息传输到另一方。

1 甚高频通信系统

1.1 系统简介

甚高频通信系统VHF(Very high frequency)是一种利用无线电波在飞机与地面，飞机与飞机间进行双向语音和数据的通信联络装置。甚高频通信系统分为地面设备和机载设备，管制员或飞行员通过系统选择指定频率后，即可进行发射和接收。甚高频所使用的的频率范围是118~151.975MHZ，频率间隔为25KHZ，这是国际民航组织的规定的频率范围和频道间隔。

1.2 系统分类

按设备分为：VHF便携收发信机，VHF单体收发信机，VHF共用天线系统。

按发射功率分为：塔台设备发射功率不应超过10W，进近设备发射功率在25W，航路对空发射功率在50W。

按设备作用分为：本地台，遥控台。本地台主要用于本场VHF通信，遥控台主要用于航路地空通信，通过遥控台来解决航路或区域的甚高频覆盖。

VHF便携电台主要用于塔台指挥、校飞、应急等。

VHF单体收发信机用于通信波道少，有足够天线场地的机场使用。

VHF共用天线系统用于对波道数量、天线场地及电磁环境有要求的机场使用，目前普遍采用此系统。

1.3地面系统组成

甚高频地空话音通信系统中地面系统包括甚高频收发信机、信号传输、终端和监控等部分。典型遥控台站系统组成如图1所示。

图1 典型遥控台站系统

收发信机部分包括收发信机（单机或多信道系统）、天线、滤波器、RF耦合器、RF切换器和RF分支器。发射机将话音信号进行AM调制、放大、滤波后通过天线发射出去。接收机通过天线接收射频信号，再进行一系列处理，如滤波、放大、混频、检波后，得到音频信号。

信号传输部分包括传输和接入设备，直接用于控制和音频信号的传输。

终端部分为最终的使用界面，根据接入收发信机信道的规模不同，包括遥控器、选呼器、延时器和信号比选器等。

监控部分包括设备本地监控单元和监控终端等，对甚高频设备进行全面、实时的本地和远程控制及管理。

1.4收发信机工作原理

1. 发射机

发射机一般由音频放大器、振荡器、混频（调制器）、前置放大器、高功率放大器等组成。管制员发出语音信号经过音频放大器放大，通过混频器将放大的音频信号加载到高频的载波信号上，形成高频的调制信号，再经过前置放大器和高频功率放大器，把高频调制信号放大，经过天线发射到空中。发射机框图如图2所示。

图2发射机框图

2. 接收机

接收机由高频放大器、混频放大器、振荡器、中放放大器、检波器、音频放大器和音频输出等组成。天线接收到电磁波经过高频放大器放大滤波后，送到混频器中与本机振荡器产生的振荡信号混合生成一个中频信号，经过中频放大器中进行放大后送入检波器分离出声音信号，经过检波后的音频信号通过音频放大器和音频输出电路将收到的信号提供给管制员使用。接收机框图如图3所示。

图3接收机框图

1.5系统特点

（1）传播距离近。甚高频的频率很高，它的波面以很快的速度的衰减，所以只能在可视范围内传播。

（2）传播不稳定。甚高频是以空间波方式传播，所以其稳定性受地形、地物的影响。

（3）易受其他干扰信号的影响。

（4）只有在设有地面甚高频子网的地区可以使用。

1.6干扰及解决措施

甚高频通信主要任务是为空中和地面通信架起沟通的桥梁，而这架桥梁能否坚固就取决于甚高频通信传递信息的功能是否可靠。目前对甚高频通信的可靠性影响最大的是无线电干扰如互调干扰、镜像干扰、杂辐射干扰、阻塞干扰等，其中互调干扰极易发生且危害性很大。互调干扰是在多个频率信号一起输入收信机或发信机时由于信号过多而产生新的频率的谐波，这种新的与传播信息无关的谐波是破坏通信频道的杀手，严重影响甚高频的质量。

为避免或减少此类情况的发生，可以采用无三阶互调信道组来避免互调分量对其他工作信道的干扰，通过改良金属件的接触情况，采用防锈处理来减少外部效应引起的互调干扰，在各发射机和天线之间装置隔离器物，改善发射机与天线的配对，安装共用天线系统，选用效果更好的输入回路电路，安装滤波器使即将进入接收机前端的干扰信号衰减，在电台输出端加装带通滤波器来削弱临近频道电磁干扰现象保障信号传输效果，当然最好的方法是依法关闭非法电台，净化电磁环境。

2 甚高频通信系统在民航的应用

（1）航务管理，民用航空实运营管理服务通信、飞行员或签派员通信、航空公司场面管理和放行等。

（2）地面滑行管制，对所有进离港航空器提供地面管制服务。管制范围：机场活动区内跑道入口等待点、滑行道、联络道至停机位。

（3）机场管制，对所有进离港航空器提供空中管制服务。管制范围：在跑道头延长线10km，跑道中心线两侧10km左右，高度不超过300m。

（4）进近管制，对所有进离港航空器提供空中管制服务。管制范围：在以机场为中心150km左右，高度大约是6000m。

（5）区调管制，为中低空范围内的航空器提供空中管制服务、流量管理服务和告警服务等。

（6）民用航空器的情报、气象信息广播，如航空通告、天气报告等。

（7）民用航空器的应急通信，如搜索救援等。在航空器有险情或需要救援时，通过甚高频通信系统及时广播，使飞机不稳定因素大大降低。

3结语

本文从民航甚高频通信系统中地面系统实际配置出发，简要介绍了民航中甚高频通信系统，甚高频通信系统在民航中的作用。可靠的通信系统是飞行安全的重要保障，但是这样重要的通信系统并没有完善，还存在许多问题，如传播距离近，传播不稳定，易受其他干扰信号的影响，并且只在设有地面甚高频台站的地区可以使用，而目前许多公司也在致力于卫星通信，以期可以覆盖更广的区域，解决甚高频通信的地域限制。我们将持续不懈的攻关克难，逐步完善设备保障手段，为提升飞行安全而不断探索。