分析航空無線電通信的原理及應(yīng)用

李金國 楊易達(dá)

摘要：本文將以教練機(jī)航空無線電通信為例，對航空無線電通信原理進(jìn)行分析闡述，并指明航空無線電通信在教練機(jī)航空領(lǐng)域的具體應(yīng)用，以期能夠?yàn)闃I(yè)內(nèi)人士提供理論參考。

關(guān)鍵詞：航空;無線電通信;原理;應(yīng)用

前言：

教練機(jī)作為軍用航空領(lǐng)域的重要組成內(nèi)容，相對于民用航空領(lǐng)域來說，其對于通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性要求更高。航空無線電通信技術(shù)作為當(dāng)今軍用領(lǐng)域和民用領(lǐng)域中最為常用的通信技術(shù)，相關(guān)技術(shù)較為成熟，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性，可以滿足教練機(jī)航空無線通信的實(shí)際要求，但相對于民用航空領(lǐng)域來說，軍用航空領(lǐng)域中航空無線電通信的應(yīng)用卻存在一定區(qū)別。據(jù)此，本文將以教練機(jī)航空為例，介紹航空無線電通信在軍用領(lǐng)域中的具體應(yīng)用。

1 航空無線電通信的原理

現(xiàn)如今，常用的航空無線電通信大多是采用的UHF、VHF或者是其他頻帶更高的波段作為通信波段。其中VHF為甚高頻段無線電波，其實(shí)際頻段范圍為30～300MHz，無線電波波長為10～1m，因此也被稱之為米波頻帶;UHF為特高頻段無線電波，其實(shí)際頻段為300～3000MHz，無線電波波長為1m～1dm，因此也被稱之為分米波頻帶[1]。

在沒有明文規(guī)定的情況下，相同業(yè)務(wù)類型通常具有同等頻率使用地位。而在遭遇頻率干擾，無法實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)使用同一頻率情況時(shí)，通常會(huì)遵循先后原則，即先使用者的使用權(quán)重更高，后使用者使用權(quán)重較低，然后根據(jù)權(quán)重依次使用頻率;或者是遵循無規(guī)劃使用者讓有規(guī)劃使用者先使用的原則。若是在使用過程中出現(xiàn)主要業(yè)務(wù)頻率受到干擾情況，次要業(yè)務(wù)使用者需立刻采取補(bǔ)救措施，并尋找和解決主要頻率干擾問題。

在當(dāng)前的頻率范圍中，教練機(jī)航空無線電通信常用的頻段范圍主要包括118～151.975MHz、146～148MHz以及430～440MHz等，不同頻段范圍的無線電通信，其在實(shí)際應(yīng)用中所發(fā)揮出的實(shí)際業(yè)務(wù)功用也不盡相同。例如118～151.975MHz頻段范圍在教練機(jī)航空無線電通信中主要作為業(yè)余業(yè)務(wù)、無線電定位業(yè)務(wù)、衛(wèi)星業(yè)余業(yè)務(wù)的主要業(yè)務(wù)等使用;146～148MHz主要作為業(yè)余業(yè)務(wù)、固定業(yè)務(wù)、無線電定位業(yè)務(wù)的次要業(yè)務(wù)等使用;430～440MHz主要作為無線電定位業(yè)務(wù)、軍用航空無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)和衛(wèi)星業(yè)務(wù)的次要業(yè)務(wù)等使用。

之所以要采用此類頻段，主要原因在于航空無線電通信通常需要有著完善的設(shè)備作為支持，其中無線電天線作為重要設(shè)備組成，其具有使用頻段越低，所需天線越長的特點(diǎn)，然而受教練機(jī)體積及工作環(huán)境的限制，導(dǎo)致其無法安裝低頻天線，而U/V段天線具有尺寸小、易安裝等優(yōu)勢，使得其在教練機(jī)航空無線電通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其次，為確保導(dǎo)航信號(hào)能夠以直線型波束進(jìn)行發(fā)射，其需要采用較高的頻率，所以在教練機(jī)航空領(lǐng)域中導(dǎo)航信號(hào)將會(huì)采用VHF通信。主要原因在于大部分情況下，軍用教練機(jī)的航路點(diǎn)和無線電導(dǎo)航點(diǎn)間隔均處于五百海里以下，在此種情況下，甚高頻通信完全可以滿足教練機(jī)通信的實(shí)際需求。最后，HF通信在實(shí)際應(yīng)用過程中雖然存在著不穩(wěn)定的情況，但卻可以滿足全球通信需求，可以滿足補(bǔ)充通信手段進(jìn)行使用。此外，教練機(jī)航空通信還會(huì)采用分布式架構(gòu)，結(jié)合魯棒伺服LQR飛控算法、無損卡爾曼濾波算法等多種算法，實(shí)現(xiàn)教練機(jī)航空飛行過程中通信抗干擾和穩(wěn)定性保障等效果。

2 航空無線電通信的具體應(yīng)用

航空無線電通信在軍用航空領(lǐng)域中有著極為廣泛的應(yīng)用。以教練機(jī)航空為例，在教練機(jī)飛行過程中，教練機(jī)需要與管控平臺(tái)達(dá)成實(shí)時(shí)通信，從而實(shí)現(xiàn)對教練機(jī)飛行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控效果。此外，隨著航空無線電通信技術(shù)的快速發(fā)展，如今世界各國均開始構(gòu)建本國的AeroMACS機(jī)場組網(wǎng)，并以此來替代傳統(tǒng)的地面光纜，此種技術(shù)在民用航空領(lǐng)域和軍用航空領(lǐng)域均有著一定應(yīng)用。在具體應(yīng)用過程中，參與飛行測試的飛行員對于AeroMACS機(jī)場組網(wǎng)提供的滑行階段支持給予了極高的評價(jià)，確定AeroMACS機(jī)場組網(wǎng)在應(yīng)用過程中表現(xiàn)出跑道侵入防范、減少滑行沖突，提高航空運(yùn)行安全等優(yōu)勢，對于保障機(jī)場飛行器滑行安全性保障具有極為重要的意義。

雷達(dá)系統(tǒng)引入了新型航空無線電通信技術(shù)中ADS-B技術(shù)，此種方式不僅提高了雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)截取飛行數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和有效性，而且還在保證雷達(dá)系統(tǒng)兼容性的同時(shí)，降低了系統(tǒng)的安裝成本，促使融合后的雷達(dá)系統(tǒng)在教練機(jī)航空無線電通信中得到一定應(yīng)用。此外，機(jī)載ADS-B接收設(shè)備還可以接收教練機(jī)附近空域其他航空設(shè)備所發(fā)送的ADS-B信息，如此可以為教練機(jī)提高更多的通信渠道，增強(qiáng)通信可靠性，確保安全飛行[2]。

航空無線電通信除了上述的技術(shù)應(yīng)用以外，還會(huì)在具體應(yīng)用過程中發(fā)揮出以下三種業(yè)務(wù)功能：（1）無線電定位業(yè)務(wù)，主要為各種用途的無線電通信業(yè)務(wù)提高定位業(yè)務(wù)功能;（2）航空移動(dòng)業(yè)務(wù)：為教練機(jī)飛行提供包括飛行協(xié)調(diào)通信在內(nèi)的無線電通信業(yè)務(wù);（3）航空無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)：用于為教練機(jī)飛行提供導(dǎo)航服務(wù)以及教練機(jī)安全運(yùn)行的測定。

3 結(jié)語

航空無線電通信作為航空飛行領(lǐng)域中的重要組成，不僅可以為航空飛行器提供更為穩(wěn)定、可靠的通信支持，而且還能夠提高飛行器的飛行安全性，為飛行器提高相應(yīng)的導(dǎo)航及通信服務(wù)。本文以教練機(jī)航空為例，介紹了航空無線電通信原理，并分別針對AeroMACS機(jī)場組網(wǎng)以及ADS-B雷達(dá)通信系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行分析闡述，最終確定航空無線電通信對于保障軍用航空飛行器的通信及飛行具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王白云，鄒星，羅宇.航空通信系統(tǒng)中的LDPC編譯碼研究[J].航空電子技術(shù)，2018，49（04）：34-38.

[2]張曉云.一種基于ADS-B的民用航空無線電監(jiān)測方法研究及其分布式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D].云南大學(xué)，2019.