淺談短波通信及在民航中的應用

龍婷婷

摘 要：短波通信是波長在十米到一百米之間的一種無線電通信技術，隨著自適應技術、數(shù)字信號處理技術的發(fā)展，短波通信被廣泛地應用在軍事、外交、氣象等部門，因其使用方便、組網(wǎng)靈活等優(yōu)勢，近年來在民用航空領域之中也有較大的發(fā)展。

關鍵詞：短波通信；應用研究；民用航空

短波通信的頻率范圍在三兆赫到三十兆赫之間，因此無法傳輸?shù)捷^遠的范圍，同時，傳統(tǒng)的短波通信技術還受季節(jié)、氣候等因素的影響，因此短波通信的穩(wěn)定性一直是一個大問題，但隨著自適應技術、擴頻技術的發(fā)展，短波通信逐漸克服了上述的幾種缺陷，并在民用航空領域被迅速的推廣應用，本文將立足于短波通信的特點，深入研究短波通信在民航中的應用，以供相關從業(yè)人員借鑒學習。

1 短波通信的特點

1.1 適用性強

我國國土幅員廣闊，南北之間存在較大的環(huán)境差異，因此災害也呈區(qū)域分布，并且覆蓋面廣，災害造成的結果嚴重，為保證電網(wǎng)的正常使用，必須確保通信方式高效、組網(wǎng)方便，而短波通信是唯一不受網(wǎng)絡樞紐中繼體制約的通信手段，并且作為一種無線通信技術，短波通信抗毀能力較強，由于這個特點，短波通信被廣泛地應用于軍事領域之中，負責戰(zhàn)爭時期的通信工作。此外，短波通信的適用性還表現(xiàn)在覆蓋范圍廣上面，相比其他通信方式，短波通信的適用性非常廣，能夠用于山區(qū)、戈壁等地區(qū)。同時，短波通信的投資小、維護方便，因此容易推廣。

1.2 靈活性好

雖然短波通信的頻率范圍只有三十兆赫，卻能與其他通信技術配合，從而提高短波通信的靈活性。例如，可以使用擴頻技術，在不影響短波通信質(zhì)量的前提下，增加短波通信的頻率范圍。相比移動網(wǎng)通信，短波通信的自主通信能力較強，而移動網(wǎng)絡通信則依靠通信設備與同軸電纜，一旦同軸電纜損毀，移動網(wǎng)通信就無法發(fā)揮功能了，因此短波通信還被用于突發(fā)事件處理工作中，還可以根據(jù)事態(tài)的發(fā)展，增加短波通信的信息容量，這些因素，都決定了短波通信的靈活性要遠遠高于其他的通信方式。[1]

1.3 建立通信快

相比衛(wèi)星通信，短波通信的建設成本與維護成本要低得多，并且短波通信在我國擁有十分悠久的應用歷史，因此技術較為成熟，臨時組網(wǎng)也方便快捷。最關鍵的一點，短波通信不需要中繼站就能實現(xiàn)遠距離通信，在實用性上擁有無可比擬的優(yōu)勢。短波通信既可以使用固定基站進行定點通信，可以裝入車輛之中，實現(xiàn)移動通信，較小的體積，使其能夠適應各種環(huán)境條件，滿足各領域通信的要求。

1.4 組網(wǎng)能力強

組網(wǎng)能力強也是短波通信重要的特點，利用數(shù)字信號處理技術與差錯控制技術，短波通信能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離傳輸，并且傳輸信號情況良好，能夠滿足各領域信號傳輸?shù)囊?。同時，短波通信的更新能力也很強，能夠針對通信的要求來實現(xiàn)短波設備的更新，使得現(xiàn)代的短波電臺擁有許多種的組網(wǎng)模式，民用航空也可以根據(jù)自身的需求，科學的選擇組網(wǎng)模式，從而加強對短波通信的應用。[2]

2 民航通信中短波傳播分析

作為一種無線傳輸技術，短波通信能夠應用于民用航空之中，并且承載著飛機與地面之間通信的任務。一般來說，應用于民用航空之中的短波通信通常由三種傳播方式構成，分別為天波、地面波與直接波。

2.1 地面波

地面波是一種沿著地面?zhèn)鞑サ臒o線電波，地面波的傳播受地形與電磁特性的影響，相比凹凸不平的地面，較為平坦的地面的傳播精度更高，因此相關工作人員在使用地面波時，要注意到這個特點，地面波的發(fā)射點與接收點都在地上，能夠用于機場內(nèi)信息的傳達，按照電磁波的特性，可以將民航通信中的地面波分為長波、中波與短波。[3]

2.2 天波

天波是指從地面輻射至天空的無線電波，主要利用大氣中中性氣體分析離層反射的特性，天波的傳輸距離最高可以到10000km以上，能夠適應民用航空地面與空中的通信工作。同時，天波在傳送信息時，不會受到地面其他阻擋物的影響，因此可以確保天波的穩(wěn)定性，相關工作人員在使用時，需要注意到天氣情況，確保天波能夠?qū)崿F(xiàn)準確的傳輸。

2.3 直接波

直接波是直接由天線發(fā)射的一種無線電波，由于飛機的飛行速度很快，因此為保障信號在中途不會受損，可以使用直接波進行傳輸，不僅能夠提高通信的針對性，還能確保地面與空中的通信質(zhì)量。

3 民航短波通信的應用

3.1 基本設備應用

短波通信在民用航空領域，經(jīng)常負責航站樓與航空飛機之間的通信工作，按照工作的形式，可以分為地對地通信，地空通信。因此民用航空的通信設備也要分為地對地通信設備與地空通信設備兩種，地對地通信設備包括發(fā)信機、遙控器帶電發(fā)信機。地空通信設備則包括地空選擇呼叫器與收信機兩種，可以利用自適應技術，提高短波通信設備的適用性，使其能夠模擬單信道無線電話，按照相關規(guī)范進行傳輸，使發(fā)信機的功率低于6kW。[4]

3.2 民航短波通信地面站

短波通信在民用航空中最常見的應用方式，是在民航短波通信地面站系統(tǒng)之中，民航短波通信站系統(tǒng)包括操作臺、機房設備與天線三個部分，天線主要用于地空通信中直接波的傳送，多用于天氣情況較差或者低空通信不穩(wěn)定的狀態(tài)下。而機房設備主要由通信電臺、交流穩(wěn)定電壓；光端機、預候選器這幾個部分組成，主要作用是信號的收發(fā)，同時，航空飛機上也有短波信息的控制臺，因此地面與空中能夠進行同步交流，在一定程度上促進了通信的效率。為了確保短波通信滿足民用航空的工作需要，相關工作人員要科學選擇通信設備與短波電臺，并根據(jù)工作的需要，合理選擇短波通信的組網(wǎng)模式，并對短波通信的某些技術進行一定的調(diào)整，目的在于提高民航短波通信地面站系統(tǒng)的效率，同時，為了避免地面設備的干擾，還要使用光端機進行遠程控制，保證地面與空中能夠?qū)崿F(xiàn)對選信號的收發(fā)。一般來說，操作臺是由操作終端與選呼控制器組成的，選呼控制器負責對信號進行遠程控制，還具有匹配電平等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)制方式的自動轉(zhuǎn)換。

3.3 短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)

我國地域廣闊，因此超短波網(wǎng)絡無法實現(xiàn)全面覆蓋，為了確保民用航空飛機的運行安全，需要使用短波地空通信技術，從而解決飛行中的飛行盲區(qū)，確保航空飛機在較為惡劣的天氣環(huán)境下，也能完成信息的收發(fā)。[5]短波地空通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)主要包括地空數(shù)據(jù)網(wǎng)、衛(wèi)星通信站、機載通信系統(tǒng)這幾個部分組成，航空飛機在搭載通信系統(tǒng)之后，不僅安全性得到了大幅度的提升，還可以根據(jù)不同的距離，對短波信息進行相應調(diào)整，使航站樓與航空飛機能夠保持較為高效的通信效率。

4 結束語

綜上所述，現(xiàn)代短波通信技術在民航中得到了廣泛的應用，通過建立衛(wèi)星通信站、短波通信站系統(tǒng)，可以實現(xiàn)準確性較高的信息傳輸，并且短波通信的應用，也使民用航空的地空傳輸免受其他因素的影響，提升了民用航空飛機的安全性。

參考文獻

[1]王強，孫錦濤，葉曉東，等.差分Turbo-OFDM在短波數(shù)據(jù)通信中的應用研究[J].南京理工大學學報（自然科學版），2002，02：144-147.

[2]劉 ，喬培玉，楊樹峰，等.超短波通信系統(tǒng)在消防滅火救援現(xiàn)場通信保障應用分析[J].電子世界，2015，15：123-125.

[3]黃翠仙.電離層臨頻產(chǎn)品在短波通信中的應用探索[A].S14空間天氣地基監(jiān)測與數(shù)值模擬[C].中國氣象學會，2012：7.

[4]朱軍，李澤，黃祖福，等.淺談優(yōu)化短波通信的幾種方法[A].四川省通信學會.四川省通信學會2005年學術年會論文集[C].四川省通信學會，2005：3.

[5]康思民，吳應龍，高宏，等.基于AT89C2051的短波數(shù)據(jù)通信接口電路的設計與應用[J].西安石油大學學報（自然科學版），2005，04：80-83+101.