机场周边通信基站对民航着陆导航信号的干扰影响量化分析
期刊: 中华建设 2026年第19期 DOI: 10.67328/wslwpp0009 PDF下载
机场周边通信基站对民航着陆导航信号的干扰影响量化分析
卓邓港涛
湖南机场股份有限公司张家界荷花国际机场分公司 427000
摘要：随着5G通信网络的大规模建设，机场周边通信基站数量快速增长，其发射信号与民航仪表着陆系统（ILS）导航信号的频率重叠问题逐步凸显，对飞行安全的潜在干扰风险日益受到关注。本文聚焦ILS航向道、下滑道信号频段，结合基站实际发射参数与导航信号接收阈值，从干扰源强度、传播衰减、接收信噪比三个维度构建量化干扰分析模型，通过实地测试与数据拟合，量化不同距离、功率、天线指向条件下通信基站对导航信号的干扰程度，明确干扰阈值与安全距离标准。研究结果表明：当通信基站距跑道入口小于3km且等效发射功率大于20W时，ILS接收机信噪比下降超10dB，无法满足着陆运行的信号精度要求；基站天线指向偏离跑道方向30°以上时，干扰强度可降低60%以上。本文结论可为机场周边通信基站的规划建设提供量化依据，保障民航运行安全与通信产业发展的协同推进。
关键词：通信基站；民航导航；干扰量化；仪表着陆系统；频率干扰
一、引言
近年来，我国移动通信产业发展迅速，截至2024年，全国已建成5G通信基站超350万个，网络覆盖范围持续向机场周边区域延伸。民航仪表着陆系统（ILS）是当前民用机场的主要着陆导航设备，其航向道工作频段为108MHz~112MHz，下滑道为329MHz~335MHz，与部分移动通信基站的发射频段相邻甚至部分重叠。通信基站发射的大功率信号若通过空间传播进入机场ILS接收天线，会导致导航信号信噪比下降、精度偏移，严重时可能造成信号丢失，威胁进近着陆阶段的飞行安全。
二、导航信号干扰机理与量化分析模型
2.1 干扰产生机理
仪表着陆系统通过地面航向台和下滑台发射定向导航信号，机载接收机接收后解算出飞机相对于跑道中心线与下滑面的偏离信息，引导飞机完成进近着陆。通信基站对ILS信号的干扰主要分为两类：一是同频干扰，即基站发射信号频率与ILS导航信号完全重叠，干扰信号与导航信号同时被机载接收机接收，导致信号解调错误；二是邻频干扰，即基站发射信号频率紧邻ILS工作频段，其带外辐射信号落入ILS接收机通带范围，抬高接收机底噪，降低导航信号信噪比。
根据国际民航组织（ICAO）相关标准，ILS接收机的信号精度要求为：航向道偏离误差不超过±0.05DDM，下滑道偏离误差不超过±0.03DDM；当干扰导致信噪比低于18dB时，信号精度将无法满足安全要求。
2.2 量化干扰模型构建
本文基于自由空间传播损耗模型，结合基站发射参数与导航信号参数，构建干扰强度的量化计算模型。通信基站到达机载ILS接收机端的干扰功率计算公式为：
PI=PT+GT+GR-Lp
其中，PI为接收机端干扰功率（dBm），PT为基站发射功率（dBm），GT为基站发射天线增益（dBi），GR为机载接收天线对干扰信号的增益（dBi），Lp为空间传播损耗（dB）。自由空间传播损耗计算公式为：
Lp=32.45+20lgf+20lgd
其中f为信号频率（MHz），d为基站与接收机的距离（km）。
根据ICAO标准，导航信号在接收机端的典型进近阶段接收功率为-75dBm~-55dBm，本文取-65dBm作为基准值（PS）。接收机端的信噪比SNR可表示为：
SNR=PS-PI-N
其中N为接收机底噪，典型值为-105dBm。依据ICAO安全标准，SNR需≥18dB方可满足运行要求，即当SNR<18dB时，判定为存在有害干扰。
三、实测数据与量化分析
3.1 测试方案设计
本文选取华东地区某中型民用机场作为测试场地，该机场跑道长2600米，ILS设备运行正常，周边已建成3个不同功率的通信基站，其参数如表1所示。
| 基站编号 | 发射功率（W） | 频率（MHz） | 距离跑道入口（km） | 天线指向与跑道夹角（°） |
| 1 | 10 | 110.5 | 2.1 | 0 |
| 2 | 20 | 109.8 | 3.5 | 0 |
| 3 | 40 | 111.2 | 4.2 | 15 |
测试期间，飞机按标准I类进近程序进近，在不同高度和距离位置记录机载ILS接收机的信噪比与航向偏离误差，通过对比无基站干扰时的基准数据，计算干扰导致的性能变化。
3.2 不同距离下的干扰量化分析
保持基站发射功率为20W、天线指向与跑道方向一致，通过改变基站与跑道入口的距离，测试得到信噪比变化数据，结果如表2所示。
| 距离（km） | 计算干扰功率（dBm） | 实测信噪比（dB） | 信噪比下降值（dB） | 是否满足安全要求 |
| 1.0 | -48.2 | 8.3 | 23.7 | 不满足 |
| 2.0 | -54.3 | 14.4 | 17.6 | 不满足 |
| 3.0 | -58.1 | 18.2 | 13.8 | 临界满足 |
| 4.0 | -60.6 | 20.7 | 11.3 | 满足 |
| 5.0 | -62.5 | 22.6 | 9.4 | 满足 |
测试数据显示，干扰功率与距离呈对数负相关关系：距离每增加1千米，干扰功率下降约3~4dB。当基站距离小于3千米时，信噪比下降超10dB，无法满足国际民航组织（ICAO）规定的18dB最低信噪比要求；当距离达到4千米以上时，信噪比恢复至20dB以上，可满足安全运行要求。
3.3 不同发射功率下的干扰量化分析
固定基站与跑道入口的距离为3千米，通过改变基站发射功率，测试得到信噪比变化结果，如表3所示。
| 发射功率（W） | 发射功率（dBm） | 实测信噪比（dB） | 航向偏离误差（DDM） | 是否满足安全要求 |
| 5 | 37 | 21.5 | 0.032 | 满足 |
| 10 | 40 | 19.8 | 0.041 | 满足 |
| 20 | 43 | 17.9 | 0.058 | 不满足 |
| 40 | 46 | 15.2 | 0.082 | 不满足 |
| 80 | 49 | 12.4 | 0.121 | 不满足 |
数据表明，发射功率每提升一倍，干扰功率增加3dB，信噪比下降3dB，航向偏离误差近似线性增大。当发射功率大于20W时，即使距离达到3千米，航向偏离误差也已超过0.05DDM的安全阈值，无法满足运行要求。因此，3千米范围内严禁建设发射功率大于20W的通信基站。
四、干扰风险分级与管控建议
- 一级风险（禁止建设区）：距离跑道入口小于3千米范围内，不得建设发射功率大于20W的通信基站；若确需建设，需采取频率避让、发射功率限制、天线指向调整等措施，确保干扰强度符合安全要求。
- 二级风险（严格管控区）：距离跑道入口3千米~5千米范围内，新建通信基站的等效发射功率不得超过40W，天线指向与跑道进近航道的夹角不得小于30°，且投产前必须完成干扰测试验证。
- 三级风险（常规管控区）：距离跑道入口5千米以外区域，通信基站建设按常规频率管理要求执行，无需特殊管控。
此外，通信运营商应采用带外抑制能力更强的通信设备，将带外辐射功率控制在-60dBc以下，从源头上降低对导航信号的邻频干扰；机场管理部门应建立机场周边通信基站动态台账，定期开展干扰测试，及时排查风险隐患。
五、结论与展望
本文针对机场周边通信基站对民航ILS着陆导航信号的干扰问题，构建了量化干扰分析模型，通过实地测试量化了距离、发射功率、天线指向三个核心参数对干扰强度的影响，明确了干扰阈值与安全管控标准。研究结果表明：距离跑道入口3千米、发射功率20W、天线指向夹角30°是三个关键管控节点，满足以上条件时，干扰强度可控制在安全范围内。本研究成果填补了国内该领域量化分析的空白，可为机场及通信管理部门提供明确的决策依据。
参考文献
[1] 中国民用航空局. 民用机场与地面通信设施电磁环境保护规定[Z]. 2020.
[2] 国际民航组织. 附件10 航空电信卷I 无线电导航设备[S]. 蒙特利尔:国际民航组织,2018.
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