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。
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。從學術(shù)的角度來講,在不均勻介質(zhì)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(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。
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。
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(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。
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。
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(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。
此處設(shè)備主要指發(fā)射機。發(fā)射機負責信息發(fā)出,接受機負責信息獲取,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,導致溫度急劇上升,若散熱不當則會造成設(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]。
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。
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(chǔ)上檢驗模型的實用性,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。