直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)中的無線電技術(shù)分析

公彥德 李明飛 崔振

摘要：直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)一直都在高科技的戰(zhàn)爭中發(fā)揮著非常重要的作用。隨著時代的發(fā)展，越來越多的人開始重視直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計。本文主要對直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)中的無線電技術(shù)進行全面的分析，希望能夠給大家更多的參考性意見。

關(guān)鍵詞：直升機通信系統(tǒng)；導(dǎo)航系統(tǒng)；無線電技術(shù)

我國的航天史上正出現(xiàn)了越來越多的奇跡，這本身也會對推動世界的發(fā)展起到很大的作用。但是，我國在直升飛機通信導(dǎo)航技術(shù)方面還與世界先進國家有巨大的差距。因此，在實際操作的過程中，一方面要重視對直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)的理論研究，另外一方面也要結(jié)合實際的情況來全面進行研究，只有這樣才會對未來行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生非常重要的作用。本文先對直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)部的無線電技術(shù)的一些特點和問題進行全面分析，希望能夠給大家更多參考性的意見。

1.導(dǎo)航通信系統(tǒng)的基本思想

無線電技術(shù)一直都在通信導(dǎo)航系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位，內(nèi)部的軟件通?？梢愿玫囟x通信功能，內(nèi)部的硬件則會變成平臺，從而將所有的功能更好地集合在一起[1]。無線電軟件技術(shù)的基本操作原理如下：變換器需要先接近射頻的前端，之后再更好地對寬端和多頻段的形式實現(xiàn)全面應(yīng)用。在此過程中可以先將中頻的頻段全面轉(zhuǎn)換成A/D，之后再以編程技術(shù)為基礎(chǔ)來有效處理信號。因此，整個導(dǎo)航通信系統(tǒng)往往可以朝著多頻段和多用戶的方向更好地發(fā)展。

2.導(dǎo)航通信系統(tǒng)的基本特點

一般而言，導(dǎo)航通信系統(tǒng)既靈活而又開放，主要有以下幾個重要特點。第一，在對導(dǎo)航通信系統(tǒng)進行處理的過程中，對信源亟待和射頻信號的處理都會呈現(xiàn)明顯數(shù)字性的特點；第二，在操作該系統(tǒng)時，一般都可以通過對射頻頻帶或者信道進行編程調(diào)試，并在之后通過編程的工程來對其模塊插件和頻道來進行調(diào)整。應(yīng)該說，所有該系統(tǒng)調(diào)整和操作的過程都可以通過編程來實現(xiàn)。第三，導(dǎo)航通信系統(tǒng)可以有效地對流水線和多類處理器來全面進行支撐，并能夠通過以模塊為基礎(chǔ)來進行設(shè)計。整個系統(tǒng)的總線的結(jié)構(gòu)都會呈現(xiàn)出很高的高性能和開發(fā)性。

3.系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1寬帶多頻段天線

以無線電軟件技術(shù)為基礎(chǔ)的直升機信號導(dǎo)航系統(tǒng)一般能夠在工作的過程中跨越短波和微波，且整個系統(tǒng)的天線將會覆蓋所有的頻段。從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看，這本身屬于一種全向?qū)拵У奶炀€。如果在設(shè)計的過程中能夠采用合適的軟件來設(shè)計信號傳輸?shù)倪^程，也就可以更好地覆蓋整個區(qū)域內(nèi)部所有的通信頻率。

這種方式本身有很大的優(yōu)點。不僅在使用的過程中提升了使用的效率，而且也在使用的過程中極大地節(jié)約了人力和物力[2]。但目前由于技術(shù)的限制，我國還不能夠?qū)拵Ф囝l段天線投入生產(chǎn)過程中，但這會是將來發(fā)展的一個重大趨勢。

3.2帶寬D/A和A/D轉(zhuǎn)換器

數(shù)字化是直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的過程中最大的特征之一，數(shù)字化技術(shù)甚至?xí)o線收發(fā)信機的結(jié)構(gòu)變化起到?jīng)Q定性的作用，甚至?xí)谑褂玫倪^程中制約收發(fā)信機本身的使用性能。但因為系統(tǒng)在使用的過程中勢必會在射頻的基礎(chǔ)上全面實現(xiàn)D/A和A/D的轉(zhuǎn)換，所以這兩個轉(zhuǎn)換器的高度應(yīng)該保持一樣高。

此外，在fs也不能夠比Wa模擬信號帶寬的2倍小，否則很容易在使用的過程中使得信號本身的頻率出現(xiàn)失真的現(xiàn)象。在實際應(yīng)用的過程中哦還能夠，一方面要保證fs始終大于Wa的2.5倍，另外一方面也要適時提高采樣處理的頻率

但是在A/D和D/A轉(zhuǎn)換器使用的過程中，噪聲功率比、量化噪信比和無雜散動態(tài)范圍等都會對轉(zhuǎn)換的過程起到非常重要的影響[3]。從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看，D/A和A/D的轉(zhuǎn)換器才在直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)中占據(jù)很重要的地位。而也只有在轉(zhuǎn)換器的支撐下，A/D和D/A的性能才會變得更好，而真正到射頻前端的距離也會變短，整個系統(tǒng)的使用性能也會得以提升。

3.3高速數(shù)字信號處理

直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)一般都要求通過使用DSP/FPGA技術(shù)來更好地轉(zhuǎn)換處于射頻端的數(shù)字化信號，從而更好地實現(xiàn)通信功能。而一般實現(xiàn)的手段有如下幾種：第一，充分使用中頻采樣和帶寬A/D變換器來全面實現(xiàn)對整個頻段的數(shù)字化處理；第二，將整體中頻處理的速度控制在500MIPS的數(shù)量級別。第三，尤其應(yīng)該將基帶處理的速度控制在大于10-100MIPS的數(shù)量級別。在控制的過程中，也尤其需要將控制管理的要求和比特流的實現(xiàn)因素考慮在內(nèi)。

DSP芯片尤其需要通過利用有效的軟件程序來更好地實現(xiàn)中高頻數(shù)字信息的處理。而整個處理的過程主要包括中頻數(shù)字變頻、濾波處理、二次抽樣處理、信號調(diào)制和無線資源管理等多個方面的問題[4]。但是由于整個處理的過程較為復(fù)雜。為了能夠更好地滿足技術(shù)處理的要求，尤其要保證DSP芯片的處理速度要大于1GFLOPS。

但是，DSP芯片處理的功耗和性價比等方面還存在著很大的矛盾，為此，可以采用以下的措施來解決這一難題。第一，充分運用并行處理的DSP芯片來加快整體處理的速度；第二，先用可編程的芯片來有效時限中頻下的變頻，之后再更好地處理有關(guān)數(shù)字信號；第三，直接采用FPGA方案來進行處理。

4.結(jié)束語

將無線電技術(shù)更好地運用于直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)中，往往能夠更好地實現(xiàn)系統(tǒng)多用戶和多業(yè)務(wù)的綜合控制。但是，在實踐的過程中仍然會存在處理器和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器無法滿足射頻前端提出的要求的現(xiàn)象，整個直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)的速度和精度也還不夠，這表明射頻沒有辦法實現(xiàn)全面的軟件化。因此，如果想要更好地滿足直升機通信系統(tǒng)的應(yīng)用要求，就還需要全面對無線電技術(shù)進行深入研究，才能夠讓直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)在之后發(fā)揮更好的作用。而也希望大家在通過文章中關(guān)于直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)部的無線電技術(shù)的分析學(xué)習(xí)到更多有用的知識。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李建茂，李榕.通用直升機場選址中的通導(dǎo)技術(shù)[J].中國民用航空，2015（10）：25-29.

[3]李飛，粟欣，曾捷.軟件無線電技術(shù)及其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程，2015（3）：129-133.

[4]余榮昌.軟件無線電技術(shù)在直升機通信導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 [J].無線互聯(lián)科技，2014（8）：59-63.