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DME测距系统的应用和干扰确定

摘要测距系统是当前广泛应用于民航体系中的重要设备,其工作状态直接关系到民航体系的安全水品,因此不容忽视.文章首先对DME系统的主要构成,以及相关参数做出了必要说明,而后进一步在此基础之上,对于其工作中常见的干扰种类和来源进行了剖析,为展开进一步DME系统优化典型了基础.

关键词测距系统；DME；干扰

中图分类号TN92 文献标识码A 文章编号1674-6708（2017）197-0088-02

测距系统（DME,DistanceMeasuringEquip

ment）,目前广泛应用于民航系统中,其作用在于实现近程航空无线电导航,通过无线电实现测距,并且通过仪表向飞行员提供必要的距离信息.DME系统本身可以与高频全向信标（VOR,VeryHighFrequencyOmnidirectionalRange）共同展开工作,其中VOR提供方位引导信息,而DME提供距离信息,两个方面相互组合,用于实现对于飞机的定位.除此以外,DME还可以与仪表着陆系统（ILS,InstrumentLandingSystem）展开协同工作,给进近和着陆的飞机提供至测距仪或着陆点或跑道入口的连续距离.对于DME的工作状态,国标GB/T18902-2002《超高频测距仪性能要求和测试方法》中对于其脉冲波形、脉冲间隔、射频脉冲频谱以及频率容差等多方面的参数都做出了明确的要求,同时规定了检测设备以及传到测试方法等,为DME工作的有效准确展开奠定了坚实的基础.

一个典型的DME系统,由输入输入、控制系统、监控系统、脉冲收发信机、RF通道、外部连接接口系统、电源系统、天线和计算机等组件共同构成,其中其天线系统,以FSD-45型设备为例,采用FAN-96型9dB增益全向辐射天线,其工作频率报仇在960MHz～1215MHz范围内.DME系统采用询问-回答工作方式,对无线电脉冲信号在空间的传播时间进行测度,并且计算出提问和应答双方的距离.在这个工作过程中,有几个主要的参数需要有所了解.

首先是波道和频率,DME系统本身有252个波道用于实现测距,X和Y波道各有126个,相邻波道询问频率差距为1MHz,而对应的波道上询问和应答频率则相差63MHz.从波形的角度看,DME系统发射伪高斯波形,呈现sinc函数特征,每一个发射脉冲对信号的重复频率为700Hz～2700Hz,脉冲宽度为3.5μs&plun;0.5μs,脉冲上升时间≤3μs,下降时间≤3.5μs.脉冲对中的两个脉冲间隔,在X模式和Y模式之下分别为12μs以及30μs.其次,在识别信号方面,DME系统采用1350Hz调制单音的摩尔斯电码发送识别信号,脉冲对重复频率为1350pp/s,每隔40s发送一次,并且保持每分钟6个字以上,每个识别码组的总发射时间控制在5s以内.最后,对于DME系统的覆盖区域方面,以视距传播作为传播方式的DME,目前采用的地面设备的脉冲输出功率有保持在1000W（30dBW）以上,以及保持在100W（20dBW）以上两种规格可以选择,当DME系统与VOR协同工作的时候,应当确保DME设备覆盖区域不小于VOR覆盖区域,而与ILS或者微博着陆系统（MLS,MicroweLandingSystem）协同工作的时候,DME系统覆盖区同样应当能够保持与ILS或者MLS方位引导扇区的覆盖相等.

在对DME系统相关参数有所了解的基础之上,可以进一步展开对于其工作干扰状况的考察.干扰是影响DME系统正常工作的首要因素,是影响到DME系统在导航过程中提供信息精确程度的重要因素.对于DME系统而言,其地面设备与机载设备之间的询问-应答频率受到干扰的时候,就会出现诸多异常状况,诸如应答效率下降、告警等,严重的时候,甚至会造成停止服务的局面.与此同时,机载端的测距读数同样也会出现不稳定的特征,对应的数据误差会有所上升.并且考虑到飞机本身的移动速度较快的特征,受干扰的空间位置高度高,干扰区域范围大,对应的干扰位置就比常规干扰更加难以确定,排查工作面临严峻考验.

想要面向DME系统干扰实现有效的排查和进一步的控制,首先应当对其干扰来源和基本类型有一个比较深入的了解,才能有的放矢地展开干扰控制工作.就DME系统而言,实际工作中比较常见的包括互调干扰、同频干扰和带外干扰3个主要方面.其中互调干扰,又可以进一步分为发射机互调干扰和接收机互调干扰,其中前者是指某一台或者多台发射机信号落入另一台发射机,并且在此末级功放的非线性作用下相互调制,进一步生成多余的组合频率,最终形成对该频率之下接收机的干扰,妨碍其读取对应的接收信号.而后者,则是接收机同时接到多个强信号的时候,在其前端非线性电路作用下产生互调频率,这样的信号进一步落入接收机频带内形成干扰因素,不利于设备工作.此种情况多见于相关设备老化,或者导航设备相关性能不足的情况.

其次,即同频干扰,指干扰源与正常信号频率相同,从而导致两个信号叠加在一起形成干扰的状况.此种干扰比较普遍,会出现在任何环境中,不仅仅航空领域常见,其他领域也并不少出现.同频干扰的干扰源可能来源于系统内部或者外部,并且以内部干扰比较严重,相对而言,外部干扰源刚好与接收射频频率相同并且形成干扰的情况并不多见.而对于源自内部的干扰而言,互调、谐波、变频等许多形成原因都会形成干扰,最终产生与接收频率相同的频率造成的干扰.

最后,带外干扰的形成源于发射机的杂散辐射和接收机的杂散响应两个方面.就发射机的杂散辐射干扰而言,主要是出现在当以标准信号展开调制的情况下,除载频以及因正常调制等因素引起的边带以及邻道以外离散频率上的辐射.与之对应,接收机的杂散响应干扰则主要是指接收端在正常工作的时候,除去接受到的常规工作信号以外,还会接收到其他频率的杂散信号,并且进一步对这些杂散信号进行“响应”.杂散响应与接收机本振的频率纯度有关,并且以中频响应和镜频响应为主.其中中频响应是指干扰信号频率接近接收机中频频率的时候,如果前端电路的选择性不佳,则会导致干扰信号输入到混频器中,并且造成输出失真以及噪音等问题,形成中频响应.而对于镜频响应,则是源于镜像频率与本振频率差拍产生,最终通过中频回路形成响应动作.

对于干扰源的确定来说,实际工作中应当对既有的干扰进行确定和排查,并且对相关情况进行记录,形成档案,便于支持未来工作中的干扰排查任务.常规而言,无线视频监控系统、空管二次监视雷达、移动通信基站以及其他非无线电设备,和新闻用设备等,都会造成对于DME系统的干扰,实际工作中应当特别加以关注,并且对它们分别造成了何种干扰加以统计,形成有用的材料.

安全是航空体系中的头等大事,DME系统作为航空通信体系中的关键环节,对于其安全发挥着不容忽视的作用.当前社会上各种新业务层出不穷,使得电磁空间日渐拥挤,干扰问题逐步突出,保护航空通信平稳,成为目前的工作重点之一.实际工作中,唯有谨慎对待,才能不断推进抗干扰等相关工作的发展成熟,使其成为我国航空体系安全稳定运行的重要力量.

参考文献

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[2]郭忠禄.民航DME常见干扰分析及排查[J].军民两用技术与产品,2015（5）.

[3]郭宏伟,张倩.G基站对民航DME测距台信号干扰的分析[J].中国科技纵横,2012（19）：17.

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