对直升机超短波通信链路的研究

郑天田，樊讯池，唐瑞杰

（32145部队，新乡 453000）

超短波通信在直升机上的应用具有高效性和实用性，但存在一定的局限性。由于直升机的通信方法主要为视距通信，但超短波通信中的直射波绕射能力不强，还容易受到外界因素的干扰，所以要加强各个阶段的优化，确保超短波通信链路系统在直升机中的高效使用。

1 通信视距的概念

超短波通信沿直线轨迹传播，但由于两个天线之间存在障碍势必会影响信号的收发，信号所能传递的最远距离即是视距。从学术的角度来讲，在不均匀介质中传递电磁波会导致电磁波弯曲。举个简单的例子，空气作为介质传递较高的电磁波时，弯曲程度很大。因此，即使超过视域范围，天线仍然可以在介质的折射效果下将信号传递给另一个天线，也就是说条件允许的情况下，通信距离会大于通信视距。

2 超短波通信距离的影响因素

超短波通信距离影响因素主要体现在以下几个方面：

首先，天线影响。一般来讲，直升机上会设置多个电台，利用分离或复合天线接受或传递信号，为满足使用条件，天线会做出适应性调整，但是在机身的影响下天线的增益功能也许会受到影响，出现畸变。因此，通信计算中应将畸变情况考虑在内，尽可能的对畸变进行补偿[1]。

其次，载波影响。标准来讲，接收机应保持干扰频率在高于标准频率百分之十和低于标准频率百分之十区间，如直升机电台灵敏度的最高值为-133dB，则在灵敏度不改变的前提下干扰信号应小于-33dBm。若超短波的隔离度最小值为45dB，收滤波器和发滤波器的插损值皆为3dB，收馈线损值为1.5dB，发馈线损值为2dB，在确保电台大功率（75W）的情况下，最大输入电平值约为-33dBm。

最后，噪声影响。当噪声超过标准值时会对接收机造成负面影响，主要是降低其灵敏度，但是若保持噪声电平在10dB以下，就不会出现影响作用。

3 通信距离的计算方法

当不考虑外界因素对通信距离的影响时，重点考虑的影响对象只有天线增益情况、发射机载波、耦合器插损以及滤波器干扰等。因此，可利用设备检测相关信息，将不同环境影响下的最长通信距离计算得出，按照实际情况配置标准。

4 提高超短波通信距离的路径

4.1 提高天线增益

天线增益对通信距离的影响至关重要，因此应提高天线增益。实际方法为：根据天线增益指标进行系统完善，明确传播距离与频率之间的关系，将不满足要求的频段或者频点提取出来，加以改进。需要注意的是提高天线增益时直升机的外形和结构属于不变量，要确保提升天线增益的同时不改变其他有利性能。

4.2 保证接收灵敏

当接受机灵敏度提升时，超短波通信距离也能随之提升，但接受机过于灵敏容易受到外界电磁波的干扰，很难正确识别有效信息，而且接受的内容也会增多，严重干扰了信号的有效获取，所以提高接受机灵敏度时应酌情选择，避免出现电磁兼容的情况，同时，高灵敏度通信对滤波器也提出了更为严格的要求。

4.3 加大设备功率

此处设备主要指发射机。发射机负责信息发出，接受机负责信息获取，所以提高发射机功率也会出现与提高接收机灵敏度类似的情况，出现电磁兼容问题。而且，发射机功率过大在工作中需要耗费大量能源，导致温度急剧上升，若散热不当则会造成设备损坏。与此同时，功率过大的发射机在体积上过于庞大，需要占用一定的空间资源，重量上也会有所提升，不利于频繁移动[2]。

4.4 降低插入损耗

插入损耗主要产生与线路连接部位，降低插入损耗这种改进方法能有效延长通信距离，减少资源损耗。插入损耗除连接点损耗外，还包括馈线损耗，所以应加强损耗管理，尽可能减少插入损耗，如滤波器在降低插入损耗时就能提高信号接收效率。但是若机载电台数量过多，应结合实际情况选择提高通信距离的方法，在保证通信标准的基础上考虑到设备功率、散热、体积、兼容性等各要点因素，酌情选择科学合理的通信方法，为确保直升机的通信质量和效率奠定基础。除常规影响因素外，超短波通信距离还可能受到环境和其他因素的影响，如环境因素中的建筑物、遮挡物密度、天气环境、地形状况等，可结合实际干扰选择改善方法。再如其他因素中的设备电池能量过低，无法提供足够能源导致设备功率较低，经检查及时更换电池，保持设备的用电充足；天线匹配度不高，机器和天线频段之间互相抵触，则会对通信距离造成严重影响，需要进行设备检查和更换来解决。

5 结束语

总而言之，确定通信距离前应检查链路中环节的作用关系和指标参数，预测直升机当前的通信距离和链路最短通信距离，在地面试验以及飞行试验的基础上检验模型的实用性，若与计算所得数据相近，则说明这种方法可推广性很强，可被广泛应用。