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机载超短波电台通信距离近原因分析及排查方法

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机载超短波电台通信距离近原因分析及排查方法_第1页
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机载超短波电台通信距离近原因分析及排查方法摘要:一般来说,通信距离是由发射功率、接收灵敏度、发射/接收天线性能、 天线布局以及电磁传播路线等多种因素共同决定的一个综合指标因此,要充分 考虑到影响超短波作用距离的各种因素超短波具有频率高、波长短的特点,电波 沿地面传播时衰减很快,遇到障碍物绕射能力很弱,故不能利用地波作较远距离 的传播,而高空中电离层不能将其反射回地面,也不能利用天波传播方式,因此 超短波的传播途径通常是利用视距传播关键词:超短波电台;通信距离分析1 引言本文主要介绍了机载超短波电台通信的理论分析和远距离通信的应用阐述 了超短波传播的原理、特性以及地形环境等因素对机载超短波电台远距离通信的 影响,不仅需要考虑的这些因素的影响,还要考虑电磁环境(信噪比)对机载超 短波电台通信的影响2 影响通信距离的原因分析(1)视距出现自然障碍在理想情况下,超短波地空通信距离与天线高度、飞机高度有关距离计算 公式如下:式中S为通信距离(Km), H1为天线高度(m), H2为飞机高度(m) 通常在0.7S的视距范围内能够满足超短波通信的通畅由于地球表面起伏不平、 地球曲率影响,当天线架设高度不足、飞行空域视距范围内有高山、高建筑物、 飞机飞行高度较低以及飞机飞行姿态不断转换等原因,会形成视距障碍,会造成 超短波通信联络暂时间断现象。

2)电磁环境不良电磁环境,是指在给定场所的电磁现象的总和,包括自然界电磁现象、人为 电磁现象、飞机机体内电磁现象等超短波通信要满足一定的信噪比,噪声电平 高低直接影响到通信距离可以认为噪声电平就是接收灵敏度降为零时的电平, 噪声电平的计算公式为:噪声电平=接收灵敏度-信纳比-带宽在常规明话地空通信时,满足接收灵敏度-101dBm (2yv),信纳比10dB, 带宽 19kHz 条件时:噪声电平(dBm)=-101-10-10lg(19x2x103)=-155.79 式中 可以看出,在满足超短波信噪比要求的情况下,噪声电平上升1倍,接收灵敏度 就降低3dB,通信距离就降为技术指标要求的0.7倍通过技术手段查明具体原 因,采用电磁屏蔽、干扰源关停等手段,净化电磁环境,降低噪声电平,尽量接 近理想电磁工作环境3) 天线的方向性变差天线的方向性,是指天线向一定方向辐射电磁波的能力,一般采用方向图主 瓣的宽度、方向性系数等参数进行描述在理想状态下,天线辐射面是一个球面 且360°方向辐射功率相同,但实际与理想情况差别较大,天线装机后,由于飞机 机体是一个复杂的电磁散射体,其机身、机翼、垂尾等凸出部位都可能对天线电 磁波产生散射作用,引起天线辐射方向图发生畸变,使新大纲训练中某些课目动 作方向上天线的辐射或接收功率大大下降,较大程度上影响通信距离。

4) 天线电压驻波比增大天线电压驻波比,是反应天线辐射功率(即有效地转换电磁波部分的功率) 和输入功率之比,是恒小于1 的数值(理想状态为1)当电压驻波比严重超差 时,不仅使天线辐射出去的功率大大降低,使通信距离降低,严重时还有可能损 坏发射机5)馈线损耗增加 馈线,是连接电台发射功率输出到天线和从天线接收的有效功率的信号传输 通道,当馈线与天线端口接触不良,就会造成驻波增加、损耗变大,直接影响天 线辐射和接收的有效功率其中,射频电缆损耗和天线损耗影响最大对于低损 耗的射频电缆正常损耗为0.07dB/m,发射机射频功率经过30米的射频电缆通常 损耗 2dB 左右,射频电缆的优劣直接影响射频功率的传输射频功率通过射频电 缆进行传输,最终经过天线以电磁波形式对外辐射,其中路径损耗为:式中 L 为 路径损耗,F为工作频率(MHz), S为通信距离(km) 6)发射机功率下降发射机功率下降的主要原因有:天线驻波大和使用问题,如供电电压下降、 长时间发射、散热问题、超大功率长时间使用等发射机的输出功率下降,也会 造成通信距离下降 7)接收机灵敏度下降接收灵敏度每下降6dB,通信距离下降一倍因此灵敏度的下降对通信距离 影响非常大。

8)频率偏差电台收发信机的频率稳定度、准确度在长时间使用后都会发生一些变化,如 果这个变化超过要求的范围,就有可能造成频率失谐,使通信距离下降,噪声增 大3 解决通信距离近的对策3.1 地形条件像光线一样超短波传播距离不仅受视距的限制,还要受高山和高大建筑物的 影响其物理特性决定了其通信能力适合于准平坦地形(起伏在20米以下,起 伏变化缓慢),易被野外环境中的建筑物、高山(起伏80〜700米)、丘陵(起 伏40〜80米)、河流堤坝、密林等阻挡和吸收但是当超短波遇到遮挡时,如 建筑物和高山时会有一定的绕射能力由此可知在实际应用中若需要在丘陵、山 区、阻挡物附近通信,则天线一定要选择在地理位置的高处,天线与阻挡物要有 一定的距离和仰角通信双方尽可能选择在通视条件下进行3.2 电磁环境机载超短波电台工作在30〜399.975MHz,决定了其通信能力易受到电磁环境 的影响电磁环境的影响一般包括工业设备的运行(电焊、汽油发电机、变电站、 高压电线等)、各种大功率电子设备(如噪声抑制较差的雷达、无线中继台等) 和车辆发动机的运行等这些干扰源产生的频谱正好处于超短波跳频电台的工作 频率范围内,若这些干扰达到一定强度,就会干扰附近超短波跳频电台的正常接 收。

信噪比(SNR,Signal-NoiseRatio)是接收机端接收到的有用信号与干扰噪声 的比例有用信号是发射机发送的传播损耗后的信号强度,而干扰噪声有自然辐 射、军用设备和民用设施电磁辐射等诸多来源 S/N 为接收信号场强与环境噪声 之比(即信噪比,单位为dB),以实际接收地点的电磁环境强度为N (以频谱仪 测试为准), S 为接收信号场强,可以更好更准确的反应出实际情况的电磁干扰 通常在进行机载超短波电台通信时,会使用综合测试仪的扫频功能对周围环境进 行测试因此机载超短波电台通信时双方一般选择远离这些干扰的环境,若一定要在 电磁环境复杂的情况下工作,尽量选择比较良好的频率点(或频段),从而改善 通信效果,减少损耗,改变电磁环境,以满足信噪比传输要求在电磁环境不良 又没有检测设备的情况下则需要经常测试并经常更换机载超短波电台的工作频点3.3 馈线损耗检查检查主要内容包括:馈线的损耗、馈线与天线的连接头是否紧密、有无虚接 松动、断裂现象,另外,为了减少馈线损耗,应尽可能的缩短馈线的长度和生产 厂家采用插入损耗小的馈线电缆3.4 发射机指标检查 飞机进行定检时,要对发射机发射功率、发射频率准确度、调制深度等指标 进行校验。

如发现有功率下降、频率偏差较大和调制度偏小时,应及时对设备指 标进行调整,直到符合规定范围在条件允许、不影响功放可靠性的前提下,适 当提高发射功率,对提高通行距离会具有明显效果3.5 接收机指标检查 飞机进行定检时,对设备接收灵敏度等指标进行检查,如发现灵敏度下降, 应及时对设备指标进行调整和维修,直到符合规定范围3.6 频率准确度检查 飞机进行定检时,应对收发信机频率准确度进行检查,如发现有频率失谐情 况,应对收发信机频率进行重新校正4 结语 综上所述,机载超短波电台远距离通信会受到较多外部条件的影响,为了能够成功进行通信机载超短波电台的布点尤为重要,通过Egli模型的经验依据超短波的特性,按通信视距内无遮挡和通信范围内电磁干扰小的规律去选择并布点可 以大大提高机载超短波电台远距离通信的成功率参考文献:[1]马双久.超短波无线电信号的传播.移动通信技术丛书.。

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