【摘 要】在民航空中交通管制中，甚高频设备是管制员的耳朵和嘴巴，管制员通过甚高频电台与飞行员交流，下达指令，明确飞机的飞行状态。因此，甚高频设备在民航空交通管制、航务管理和对空广播通信中起到重要作用。本文从甚高频地空数据链系统原理出发，分析了其应用，并在此基础上介绍了民航甚高频通信设备干扰预防措施。
【关键词】民航；VHF；地空数据链；系统
一、前言
现在，当您在中国境内乘坐大型民航客机的时候，您可能还不知道，您已经在享受中国民航甚高频数据通信系统提供的服务了。这一系统是由中国民航总局及中国七大骨干航空公司共同组建、唯一覆盖全国航路的地空数据通信网络。实际上，它也是世界上的第三大地空数据通信网。
二、系统概况
随着民航运输业的迅猛发展，民航通信业务量大大增加。目前用于管制通信的HF（高频 ）和VHF（甚高频 ）话音通信，由于通信频道拥挤、人为因素干扰等缺陷日益突出 ，直接影响到飞行安全和航班正点。因此，地空数据通信系统因其传输速率快、抗干扰能力强、误码率低 ，可靠性高等特点进入民航通信领域。地空“数据链”是一种采用无线网络通信技术和应用协议，实现航空飞行器和地面信息管理系统之间的数据信息交换的系统。其通过VHF、SATCOM、HF、二次监视雷达（SSR）的S模式作为数据链传输媒介，在飞机和地面系统间自动的传输信息，将飞机与地面的人员和空管自动化系统有效联系在一起，可有效降低航班运行费用、提高航班运行效率。
三、系统组成，工作方式
中国民航甚高频数据通信系统主要由飞机机载数据收发设备（ACARS）、远端地面站、网络管理与数据处理子系统、地面数据通信网络，以及用户网络五大部分组成。
飞机机载数据收发设备主要有两个作用：一是在飞机上接收航空公司传来的信息；二是从飞机上向航空公司发出信息。这套设备主要由安装在飞机驾驶舱内的多功能控制显示组件（MCDU）、管理组件（MU）、打印机，以及甚高频电台等组成。其特点是操作简单、可靠，大部分飞行参数是管理组件自动生成的，飞行员只需要按几个按键就可以把这些资料发送出去，极大地减轻了飞行员的工作压力，并且可以做到准确无误。
远端地面站是飞行中的飞机与地面进行信息交换的中继站，类似于城市中广泛使用的移动电话的基站。它可以为航空公司和飞机转发信息，主要由天线、时间源、电台、无线电转换模块、单板机、路由器、UPS电源、专线和拨号备份调制解调器等组成。
网络管理与数据处理子系统是民航甚高频数据通信系统中最重要的组成部分，用来完成各种上行、下行数据的采集，数据备份和系统监控功能。该部分系统主要由后端处理器、数据链管理系统、日志处理系统、网络路由器等部分组成。
地面数据通信网络负责将系统的各个部分连接起来；而用户网络则主要是指航空公司或空管部门的内部通信联络网，各种通信信息通过他们各自的网关进入他们的内部网，最后送到各部门。
当飞行中的民航飞机要通过中国民航甚高频数据通信系统与航空公司进行数据或信息传递的时候，飞行中的飞机首先要通过机载数据收发设备发出信息，离飞机距离较近的远端地面站就会通过地面站射频天线接收到信号，并传给地面站内的电台；电台把接收到的信号先送到无线电转换模块，把模拟信号转换成数字信号并送交单板机进行处理；处理过的信息送交地面站路由器确定地址，再通过专线调制解调器经地面站的小孔径卫星终端（VSAT）天线把信息送交卫星网（如果卫星线路中断将自动切换到拨号电话线路），进入网络管理与数据处理子系统；网络管理与数据处理子系统中的后端处理器将把空中信号格式的报文转换成地面信号格式的报文，然后由网络路由器进行寻址，确定送往哪个航空公司或其他部门；最后再通过卫星网送到相应的航空公司网关，完成信息的最后递送。航空公司向飞机传送信息的过程与此过程刚好相反。在信息处理和传输的全过程中，网络管理与数据处理子系统也将同时完成对系统的监视，并把传输的数据备份。。
四、甚高频通信设备干扰种类及其预防措施
根据民航局对甚高频信号的覆盖要求，同一地区的甚高频信号至少要达到两重覆盖，我国沿海地区以及中西部的繁忙干线都达到了三重以及多重覆盖。空管甚高频设备的密集布点，以及其它无线电设备的架设都对甚高频信号的抗干扰能力提出了挑战。目前甚高频通信设备干扰主要包括：同频之间的干扰，邻频之间的干扰，杂散辐射干扰以及互调干扰。
1.同频之间的干扰及其预防措施
所谓同频干扰是指由其它信号源发出与有用信号的频率相同并以同样的方法进入收信机中频通带的干扰。从同频干扰的概念来分析，同频干扰经常会出现差拍干扰，失真干扰以及阻塞干扰。另外，由于网络电磁兼容性分析计算上疏忽或失误等原因也会造成同频干扰。
为避免同频干扰现象，最直接有效的方式就是要求通信网络设计部门在通信网络设计时，应对电磁兼容性进行充分的考虑，做好每一步的设计。
2.邻频之间的干扰及其预防措施
所谓邻频干扰是指在收信机射频通带内或通带附件的信号，经过变频后进入中频通带内所引起的干扰现象。收信机信噪比下降，灵敏度降低是这种干扰引起的最主要后果。在发射机方面，如频率稳定度差或者调制度大，可造成邻频干扰；在收信机方面，当中频滤波器选择性不良时，便容易形成干扰或加剧干扰的危害程度。
针对邻频干扰现象，最直接有效的预防措施是对无线电设备技术指标进行严格把关和测试，必须满足国家相关的标准。
3.杂散辐射干扰及其预防措施
杂散辐射中频率高于二次频波频率的都被低通滤波器滤除，低于二次滤波频率的分量信号较强，容易形成干扰。
只有对杂散辐射功率加以严格限制才能消除其干扰。规定要求：当载波功率小于等于25W时，任一离散频率的辐射功率应不超过2.5uW；大于25W时，任一离散频率的辐射功率应比载波功率至少低70dB。这就要求要有良好的屏蔽并且接地摇良好，滤波性能良好，倍频设计合理，采用有效预防杂散辐射干扰。
4.互调干扰及其预防措施
互调干扰是造成地对空通信质量下降的主要干扰之一，如何有效地抑制互调干扰，防护互调干扰，提高通信质量具有重要的意义。
互调干扰分类及其出现的原因分析，发射机互调干扰以及接收机互调干扰是互调干扰的两大类。发射机互调干扰产生的原因为：在发射机的末端，由于功率放大器的非线性，把侵入的其它干扰信号与有用的发射信号产生相互调制。而接收机互调干扰产生的原因为：处于互调关系的两个或者两个以上的无线电信号同时由一个接收机接收，由于接收机高频放大器或混频器的非线性变换而发生相互调制。
互调干扰的危害分析，通话质量受到影响以及信号失真是互调干扰的主要危害，直接导致甚高频通信信号无法提法使用，管制员无法与飞行员进行交流，影响飞行安全。互调干扰危害主要包括对发射机的危害，降低有效功率，扰乱空间电磁波秩序。
防止接收机互调干扰的预防措施，要想防止接收机互调干扰现象，做好预防工作，可以从以下几点进行：
第一，增加输入级线性度，尽量提高甚高频电台接收机的射频互调干扰指标，选择高效和混频缓处于适当工作状态。
第二，在接收机前端插入腔体滤波器，提高输入回路前端的选择性，抑制强干扰信号，使强干扰信号不能进入高放和混频级。
第三，在接收机输入端插入衰减器，降低干扰信号电平。例如，3dB衰减器会使三阶互调产物衰减9dB，而对有用信号的衰减仍为3dB。
第四，在满足甚高频电台主要频点使用带宽的前提下，不用宽带天线。
在实际民航工作中表明，电磁环境的兼容以及干扰的预防与电台的工作设置也有非常大的关系。为了预防干扰，民航电台首先要对静噪门限电平进行设置，以此来调整电台工作的静噪灵敏度。另外，对于发射功率的调整，要按照民航行业相关规范，对塔台管制所使用的设备按照要求分别进行功率设置，避免出现相互干扰的情况。
五、结束语
通过以上详细的分析和探讨，我们可以很清楚的得知，民航甚高频地空数据通信系统试运营已经一年有余，并与国外的民航数据通信系统联网。随着中国民航事业的大发展，再过几年，我国所有的大型飞机都将使用这一系统，我国的航空保障也将随着这一系统的使用而迈上一个新台阶。
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