短波通信及其在民航中的應用

【摘要】 文中首先就地面波、天波、直接波進行了其在民航中的應用分析，接著對民航短波通信應用中的基本設備、民航短波通信地面站和短波地空通信數據鏈系統完成了較為全面的闡述。

【關鍵詞】 短波通信 設備 地面站 數據鏈系統

由于短波通信的固有特點，長期以來，短波通信始終是軍事指揮的重要手段之一，一直被廣泛地應用于外交、氣象、郵電、交通等各個部門，用以傳送圖像、數據、語言、文字等信息。同時，它也是海上航行和高空飛行的必備通信方式。

一、民航通信中的短波傳播分析

用于民航通信中的短波實際上是無線電波，它是實現飛機與地面之間通信的介質，其傳播方式主要有地面波、天波與直接波三種。

（1）地面波。地面波的傳播路徑是沿著地球表面、半導電與地表面不平的地表進行傳播的，一來可以使電波的場結構區別于自由空間傳播而產生變化，從而吸收電波，二來使電波沿著地球表面以繞射的方式進行電波傳播，而不是以一定的均速進行直線傳播。（2）天波。天波指的是由距離地面40至800公里的電離層的折射或反射回地面的電波，其中電離層含有許多自由電子、離子。短波較為重要的一種傳播途徑就是天波，它可以進行較長距離的傳播，天線將短波信號發出，然后通過電離層的反射，傳播距離可以遠達上萬公里，而且地面阻擋物都無法對其進行干擾。而天波在傳播時，由于各種因素的影響，會使信號減弱或發生變化。（3）直接波。直接波是直接由發射天線傳送至接收天線的電波，中途沒有任何反射，它宛如一束光，因此也被稱為視線傳播。因為民航飛機大部分的時候都是處于飛行狀態，因此有時地面與空中的短波通信其實是能夠通過直接波來實現的。

二、民航短波通信應用分析

2.1 基本設備應用

民航短波地空通信設備的構成部分包括：短波單邊帶發信機與收信機、遙控器、地空選擇呼叫器等，設備所采取的工作方式均為單邊帶抑制載波與模擬單信道無線電話。短波單邊帶發信機與收信機一律使用全固態轉自電路與頻率合成技術，其頻率在2.8至22MHz之間，而發信機的功率低于6KW。

2.2 民航短波通信地面站

民航短波通信地面站系統包括短波機房設備、天線和饋線、操作臺設備等三個部分。短波機房設備所包含的主要設備有：通信電臺、預后選器、功放、交流穩壓電源、光端機和一整套控制電纜，主要是對選呼信號于語音信號進行傳送。整個系統中最為關鍵的設備就是短波電臺，地面與航空器上都有配備，用于對選呼信號與音頻信號的收發。整個系統的性能直接由電臺決定，電臺選型主要是以用戶需求的滿足以及能匹配飛機上電臺為依據。而預后選器的功能在于可以提升系統的抗干擾性能。光端機則是進行遠程控制的端口，主要是實現短波機柜與操作臺的連接。

操作臺設備的組成部分包括：操作終端與監控軟件、選呼器、選呼控制器以及光端機。而選呼器是經過4個單音信號的發射給選定的飛機信號通知。選呼器具有一個七針的音頻接口，其中有兩個平衡的選呼音頻輸出口、一個是PTT輸出口、一個地線，而另外三個接口通過改造后可連接選呼控制器。選呼控制器對于系統自動化功能的實現較為重要，是選呼器、電臺以及控制終端的一個中間設備，它的基本功能非常強大，包括轉接電臺、控制終端、選呼器以及音頻設備等信號、匹配電平、遠程控制，不僅如此，還可實現調制方式的自動轉換。

通常會按照用途來選擇天線：地波天線或天波高仰角天線適用于短距離固定通信；天波方向性天線適用于點對點通信或者方向性通信；天波全向天線適用于組網通信或全向通信；而小型鞭狀天線適用于車載通信或個人通信。

2.3 短波地空通信數據鏈系統

我國地域廣闊且地理復雜，在民用航空中，超短波網絡目前還無法全面覆蓋，因此地空通信中常用的手段仍然是短波。短波地空通信數據鏈系統使極地飛行中的飛行盲區得到了有效的解決，在很大程度上保障了飛行的安全性。在飛行中，該系統主要是用于與基地以及其他航站之間的通信。該系統由以下幾個部分構成：短波/超短波通信系統、地空數據網、衛星通信站、機載通信系統，它通過短波/超短波以及衛星來進行不同距離的地空之間話音與數據的通信。

參 考 文 獻

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