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 453000）

超短波通信在直升機上的應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化，確保超短波通信鏈路系統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，信號所能傳遞的最遠距離即是視距。從學術的角度來講，在不均勻介質中傳遞電磁波會導致電磁波彎曲。舉個簡單的例子，空氣作為介質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在以下幾個方面：

首先，天線影響。一般來講，直升機上會設置多個電臺，利用分離或復合天線接受或傳遞信號，為滿足使用條件，天線會做出適應性調整，但是在機身的影響下天線的增益功能也許會受到影響，出現畸變。因此，通信計算中應將畸變情況考慮在內，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小于-33dBm。若超短波的隔離度最小值為45dB，收濾波器和發濾波器的插損值皆為3dB，收饋線損值為1.5dB，發饋線損值為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，就不會出現影響作用。

3 通信距離的計算方法

當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、發射機載波、耦合器插損以及濾波器干擾等。因此，可利用設備檢測相關信息，將不同環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重要，因此應提高天線增益。實際方法為：根據天線增益指標進行系統完善，明確傳播距離與頻率之間的關系，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構屬于不變量，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酌情選擇，避免出現電磁兼容的情況，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 加大設備功率

此處設備主要指發射機。發射機負責信息發出，接受機負責信息獲取，所以提高發射機功率也會出現與提高接收機靈敏度類似的情況，出現電磁兼容問題。而且，發射機功率過大在工作中需要耗費大量能源，導致溫度急劇上升，若散熱不當則會造成設備損壞。與此同時，功率過大的發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。但是若機載電臺數量過多，應結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上考慮到設備功率、散熱、體積、兼容性等各要點因素，酌情選擇科學合理的通信方法，為確保直升機的通信質量和效率奠定基礎。除常規影響因素外，超短波通信距離還可能受到環境和其他因素的影響，如環境因素中的建筑物、遮擋物密度、天氣環境、地形狀況等，可結合實際干擾選擇改善方法。再如其他因素中的設備電池能量過低，無法提供足夠能源導致設備功率較低，經檢查及時更換電池，保持設備的用電充足；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，需要進行設備檢查和更換來解決。

5 結束語

總而言之，確定通信距離前應檢查鏈路中環節的作用關系和指標參數，預測直升機當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上檢驗模型的實用性，若與計算所得數據相近，則說明這種方法可推廣性很強，可被廣泛應用。