張平安 卜晟

摘 要：本文基于軟件無線電技術(shù)，分析通信導(dǎo)航系統(tǒng)的特性及整體結(jié)構(gòu)，著重探究此項(xiàng)技術(shù)在直升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用內(nèi)容，包括寬帶多頻段天線、寬帶轉(zhuǎn)換器等三項(xiàng)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：軟件無線電技術(shù);通信導(dǎo)航;直升機(jī)

近年來，我國在多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域都有所發(fā)展。在直升機(jī)方面應(yīng)用軟件無線電技術(shù)，滿足直升機(jī)的通訊需求以及實(shí)際情況，對其今后的整體發(fā)展提供技術(shù)支持，此項(xiàng)研究具有一定的先進(jìn)性。

1 軟件無線電技術(shù)應(yīng)用于直升機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)的特征及整體結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)的特征

首先，靈活性。此項(xiàng)技術(shù)可借助軟件程序快速添加所需功能，可直接通過無線加載進(jìn)行軟件升級或更改。其次，開放性。此項(xiàng)技術(shù)借助模塊化以及標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)行模式，其硬件可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行升級優(yōu)化。此項(xiàng)技術(shù)能與各類型號的電臺連接，并與舊型號電臺保持正常通信。因而，在導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)可以有效延長其工作時(shí)長。再次，數(shù)字化。近年來，現(xiàn)代信息技術(shù)愈發(fā)成熟，各領(lǐng)域行業(yè)都在追求數(shù)字化管理，以推動(dòng)自身的現(xiàn)代化程度。此項(xiàng)技術(shù)在導(dǎo)航系統(tǒng)中的運(yùn)用，在信號接收開始后的各個(gè)環(huán)節(jié)，都體現(xiàn)出數(shù)字化的特征，促使導(dǎo)航系統(tǒng)的操作更為簡便。最后，差異性。各個(gè)系統(tǒng)之間會(huì)存在差異，因而，系統(tǒng)對應(yīng)的編程也應(yīng)有所區(qū)別。導(dǎo)航系統(tǒng)中的編程會(huì)根據(jù)其系統(tǒng)的特點(diǎn)編制程序，確保整個(gè)工作落到實(shí)處。

1.2 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

應(yīng)用軟件無線電技術(shù)的導(dǎo)航系統(tǒng)，其中包含多頻段寬帶天線單元、射頻單元等。其中射頻單元在工作期間，主要負(fù)責(zé)上變頻、放大功率以及接收信號進(jìn)行的下變頻等工作。另外，模塊數(shù)字無線電單元工作過程中，是模擬通訊信號通過軟件完成數(shù)字化處理，以緩解其他方面的工作壓力。一般情況下，會(huì)將信號通過專門的下變頻裝置完成處理，控制數(shù)據(jù)的流速率的同時(shí)，信號轉(zhuǎn)化為中頻，之后傳輸至，以完成數(shù)據(jù)率偏低的信號處理任務(wù)。此單元系統(tǒng)中，內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)形成各自的獨(dú)立程序，由此形成靈活度較高的硬件平臺，以滿足導(dǎo)航系統(tǒng)多樣化的通信需要[1]。

2 軟件無線電技術(shù)應(yīng)用于直升機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)中的主要內(nèi)容

2.1 多頻段寬帶天線

現(xiàn)代電子技術(shù)不斷成熟以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)整體水平的提升，促使通信系統(tǒng)更為寬帶化與集成化，而此種發(fā)展態(tài)勢對其多頻帶技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)愈加嚴(yán)格。天線為無線通訊主要的構(gòu)件之一，其在直升機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)中發(fā)揮重要價(jià)值，整體而言，此系統(tǒng)中包含的天線會(huì)覆蓋所有頻段，以形成全向的寬帶天線。此種覆蓋模式有助于控制導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行資金投入量，并提升實(shí)際的工作質(zhì)量及效率，是對以往導(dǎo)航系統(tǒng)的補(bǔ)充。但此項(xiàng)技術(shù)處于研究階段，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地應(yīng)用。若此項(xiàng)技術(shù)可以達(dá)到預(yù)計(jì)的應(yīng)用效果，對直升機(jī)的通信導(dǎo)航系統(tǒng)有著極為重要的促進(jìn)作用。

2.2 寬帶轉(zhuǎn)換器

該項(xiàng)技術(shù)是將接收到的數(shù)字化信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，即由D/A轉(zhuǎn)變成A/D的過程，換言之，是數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬量，對應(yīng)數(shù)模轉(zhuǎn)化的是模數(shù)轉(zhuǎn)換，其屬于數(shù)模轉(zhuǎn)換的逆程序。數(shù)字化是系統(tǒng)基本靈活度的保障，提高系統(tǒng)操作的便利性及高效性，屬于系統(tǒng)本身具備的特點(diǎn)，其影響無線收發(fā)信號裝置的結(jié)構(gòu)，且其數(shù)字化轉(zhuǎn)化的程度也影響裝置的使用性能。應(yīng)用軟件無線電技術(shù)，直升機(jī)的通信導(dǎo)航系統(tǒng)可直接通過射頻實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)化，若想達(dá)到此種信號轉(zhuǎn)換效果，需要使用的轉(zhuǎn)換裝置具備對應(yīng)的采樣速率。結(jié)合采樣定理，基于上述的要求，并確?？梢哉鎸?shí)反映出信號的特點(diǎn)，裝置的采樣速率應(yīng)當(dāng)超過模擬信號帶寬的兩倍及以上。同時(shí)，為確?；镜氖褂眯阅埽趯?shí)踐工作期間，通常會(huì)采取過采樣處理，需要擁有一定的采樣速率以及精度，簡單而言是采樣信號的數(shù)量，控制量化噪聲。多個(gè)參數(shù)影響寬帶轉(zhuǎn)換裝置特征，如量化信噪比、噪聲功率比等。寬帶轉(zhuǎn)換裝置在直升機(jī)通訊導(dǎo)航系統(tǒng)中具有較高的地位，通過裝置的工作性能直接得出整個(gè)系統(tǒng)的軟件化指數(shù)。軟件無線電技術(shù)的不斷優(yōu)化，寬帶轉(zhuǎn)換器的工作效率也隨之提升，以適應(yīng)現(xiàn)階段直升機(jī)通信系統(tǒng)的需求。

2.3 數(shù)字信號處理器

該裝置屬于一項(xiàng)專門進(jìn)行信號處理的可編程芯片，對整個(gè)系統(tǒng)而言具有重要的作用，因而，通過分析該裝置的特性，有助于掌握整個(gè)通信導(dǎo)航系統(tǒng)。首先，其具備極佳的實(shí)時(shí)性，相關(guān)人員可對其的工作時(shí)間進(jìn)行較為準(zhǔn)確地預(yù)測。其次，Harvard，在應(yīng)用此系統(tǒng)期間，指令與數(shù)據(jù)總線需處于相對獨(dú)立的狀態(tài)。再次，數(shù)據(jù)信號處理的速率較高。在直升機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)中使用特別的芯片，提升信號處理裝置的工作效率，以此為前提，提高系統(tǒng)操作的便利性。最后，特別的體系構(gòu)造。應(yīng)用軟件無線電技術(shù)的通信導(dǎo)航系統(tǒng)的內(nèi)部整體框架較為復(fù)雜，因而，借助信號處理裝置，可以更為全面地認(rèn)識系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此外，整體呈現(xiàn)集成化的特點(diǎn)，該裝置帶有多個(gè)儲存及互聯(lián)的接口。在理想化的系統(tǒng)下，可直接處理收集到的信號，同時(shí)滿足直升機(jī)通信的全部功能需要，但此種理想化的系統(tǒng)對的標(biāo)準(zhǔn)極高，目前難以達(dá)到。若想將頻率偏低的信號轉(zhuǎn)變成中頻信號，其中的芯片需要借助特定的程序?qū)崿F(xiàn)中頻數(shù)字變頻、二次抽樣等，由此需要DSP芯片達(dá)到較高的工作速度?；诮?jīng)濟(jì)性及功耗角度，對此的解決方式有兩種，一方面使用多個(gè)芯片同時(shí)工作，負(fù)責(zé)信號的處理，以提升工作速度。另一方面，應(yīng)用專門的可編程芯片，其頻率的靈活度極高，可在工作中實(shí)現(xiàn)中頻狀態(tài)下的轉(zhuǎn)變[2]。

軟件無線電技術(shù)基本可以達(dá)到直升機(jī)對通信導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)要求，但在信號采樣的速率及精度方面有較高的標(biāo)準(zhǔn)，以當(dāng)前的處理及轉(zhuǎn)換裝置而言，尚未達(dá)到要求，因而僅能達(dá)到中頻的數(shù)字化。但相信未來可以取得更好的成績。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉文亮，仉樹軍，司召峰等.一種直升機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)效能評估方法[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2020，46（10）：60-63.

[2]吳開春，馬敬志，宮元.淺談衛(wèi)星通信系統(tǒng)在無人直升機(jī)上的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2020（02）：146-147.