對直升機超短波通信鏈路的研究

鄭天田，樊訊池，唐瑞杰

（32145部隊，新鄉(xiāng) 453000）

超短波通信在直升機上的應(yīng)用具有高效性和實用性，但存在一定的局限性。由于直升機的通信方法主要為視距通信，但超短波通信中的直射波繞射能力不強，還容易受到外界因素的干擾，所以要加強各個階段的優(yōu)化，確保超短波通信鏈路系統(tǒng)在直升機中的高效使用。

1 通信視距的概念

超短波通信沿直線軌跡傳播，但由于兩個天線之間存在障礙勢必會影響信號的收發(fā)，信號所能傳遞的最遠距離即是視距。從學(xué)術(shù)的角度來講，在不均勻介質(zhì)中傳遞電磁波會導(dǎo)致電磁波彎曲。舉個簡單的例子，空氣作為介質(zhì)傳遞較高的電磁波時，彎曲程度很大。因此，即使超過視域范圍，天線仍然可以在介質(zhì)的折射效果下將信號傳遞給另一個天線，也就是說條件允許的情況下，通信距離會大于通信視距。

2 超短波通信距離的影響因素

超短波通信距離影響因素主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，天線影響。一般來講，直升機上會設(shè)置多個電臺，利用分離或復(fù)合天線接受或傳遞信號，為滿足使用條件，天線會做出適應(yīng)性調(diào)整，但是在機身的影響下天線的增益功能也許會受到影響，出現(xiàn)畸變。因此，通信計算中應(yīng)將畸變情況考慮在內(nèi)，盡可能的對畸變進行補償[1]。

其次，載波影響。標準來講，接收機應(yīng)保持干擾頻率在高于標準頻率百分之十和低于標準頻率百分之十區(qū)間，如直升機電臺靈敏度的最高值為-133dB，則在靈敏度不改變的前提下干擾信號應(yīng)小于-33dBm。若超短波的隔離度最小值為45dB，收濾波器和發(fā)濾波器的插損值皆為3dB，收饋線損值為1.5dB，發(fā)饋線損值為2dB，在確保電臺大功率（75W）的情況下，最大輸入電平值約為-33dBm。

最后，噪聲影響。當(dāng)噪聲超過標準值時會對接收機造成負面影響，主要是降低其靈敏度，但是若保持噪聲電平在10dB以下，就不會出現(xiàn)影響作用。

3 通信距離的計算方法

當(dāng)不考慮外界因素對通信距離的影響時，重點考慮的影響對象只有天線增益情況、發(fā)射機載波、耦合器插損以及濾波器干擾等。因此，可利用設(shè)備檢測相關(guān)信息，將不同環(huán)境影響下的最長通信距離計算得出，按照實際情況配置標準。

4 提高超短波通信距離的路徑

4.1 提高天線增益

天線增益對通信距離的影響至關(guān)重要，因此應(yīng)提高天線增益。實際方法為：根據(jù)天線增益指標進行系統(tǒng)完善，明確傳播距離與頻率之間的關(guān)系，將不滿足要求的頻段或者頻點提取出來，加以改進。需要注意的是提高天線增益時直升機的外形和結(jié)構(gòu)屬于不變量，要確保提升天線增益的同時不改變其他有利性能。

4.2 保證接收靈敏

當(dāng)接受機靈敏度提升時，超短波通信距離也能隨之提升，但接受機過于靈敏容易受到外界電磁波的干擾，很難正確識別有效信息，而且接受的內(nèi)容也會增多，嚴重干擾了信號的有效獲取，所以提高接受機靈敏度時應(yīng)酌情選擇，避免出現(xiàn)電磁兼容的情況，同時，高靈敏度通信對濾波器也提出了更為嚴格的要求。

4.3 加大設(shè)備功率

此處設(shè)備主要指發(fā)射機。發(fā)射機負責(zé)信息發(fā)出，接受機負責(zé)信息獲取，所以提高發(fā)射機功率也會出現(xiàn)與提高接收機靈敏度類似的情況，出現(xiàn)電磁兼容問題。而且，發(fā)射機功率過大在工作中需要耗費大量能源，導(dǎo)致溫度急劇上升，若散熱不當(dāng)則會造成設(shè)備損壞。與此同時，功率過大的發(fā)射機在體積上過于龐大，需要占用一定的空間資源，重量上也會有所提升，不利于頻繁移動[2]。

4.4 降低插入損耗

插入損耗主要產(chǎn)生與線路連接部位，降低插入損耗這種改進方法能有效延長通信距離，減少資源損耗。插入損耗除連接點損耗外，還包括饋線損耗，所以應(yīng)加強損耗管理，盡可能減少插入損耗，如濾波器在降低插入損耗時就能提高信號接收效率。但是若機載電臺數(shù)量過多，應(yīng)結(jié)合實際情況選擇提高通信距離的方法，在保證通信標準的基礎(chǔ)上考慮到設(shè)備功率、散熱、體積、兼容性等各要點因素，酌情選擇科學(xué)合理的通信方法，為確保直升機的通信質(zhì)量和效率奠定基礎(chǔ)。除常規(guī)影響因素外，超短波通信距離還可能受到環(huán)境和其他因素的影響，如環(huán)境因素中的建筑物、遮擋物密度、天氣環(huán)境、地形狀況等，可結(jié)合實際干擾選擇改善方法。再如其他因素中的設(shè)備電池能量過低，無法提供足夠能源導(dǎo)致設(shè)備功率較低，經(jīng)檢查及時更換電池，保持設(shè)備的用電充足；天線匹配度不高，機器和天線頻段之間互相抵觸，則會對通信距離造成嚴重影響，需要進行設(shè)備檢查和更換來解決。

5 結(jié)束語

總而言之，確定通信距離前應(yīng)檢查鏈路中環(huán)節(jié)的作用關(guān)系和指標參數(shù)，預(yù)測直升機當(dāng)前的通信距離和鏈路最短通信距離，在地面試驗以及飛行試驗的基礎(chǔ)上檢驗?zāi)Ｐ偷膶嵱眯?，若與計算所得數(shù)據(jù)相近，則說明這種方法可推廣性很強，可被廣泛應(yīng)用。