短波通信及其在民航中的应用

1、短波通信及其在民航中的应用摘要：短波通信由于其天波传播特性，在通信领域具有其它通信手段无法替代的 地位。文章介绍了短波通信的特点及其最新发展，并就其在民航中的应用进行了 论述。关键词：短波通信；民航；应用短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR)的划分是指波长在10m100m,频率 为3MHz30MHz的电磁波。利用短波进行无线电通信称为短波通信，又称高频 (HF)通信。实际上,为了充分利用近距离通信的优点,短波通信实际使用的频率范 围为 1.5MHz 30MHz。长期以来，由于短波通信的固有特点，短波无线电通信多年来一直被广泛地用 于政府、外交、气象、商业等各个部门,用以传送语言、文字、图像、

2、数据等信 息;同时，它也是高空飞行和海上航行的必备通信方式；尤其在军事部门，它始终是 军事指挥的重要手段之一。在卫星通信出现以前，短波在国际通信、防汛救灾、 海难救援以及军事通信等方面发挥了独特的重要作用。短波通信的特点及其发展1.1短波通信的特点与卫星通信、地面短波等通信手段相比，无线电短波通信有许多显著的优点:短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,建设和维护费用低；设备简单，可以使用固定设置，进行定点固定通信，也可背负或装入车辆，实 现移动中的通信；电路调度容易，临时组网方便,具有很大的灵活性；对自然灾害或战争的抗毁能力强；设备体积较小，容易隐蔽，破坏后容易恢复。这些优点是短波通信被

3、长期保留、至今仍被广泛应用的主要原因。同时，短 波通信也存在着一些明显的缺点：可供使用的频段窄,通信容量小；短波的天波信道是变参信道，信号传输稳定性差；大气和工业无线电噪声干扰严重。1.2短波通信的发展20世纪80年代以来,计算机、移动通信和微电子技术的迅速发展，促进了短 波通信技术的更新换代,形成了现代短波通信的新技术，包括：现代短波信道技术现代短波信道技术主要分为两类:一类是针对短波变参信道的特点,为了克服 短波空间信道的不稳定性对通信质量的影响，提高短波通信,特别是短波数据通信 的可靠性和有效性而发展起来的，称之为信道自适应技术，以短波实时选频与频率 自适应技术为主体。另一类是针对短波通

4、信存在的保密(或隐蔽)性不强、抗干扰能力差的弱点, 以及电磁斗争的特点和规律，为了提高短波通信在电子战环境中的生存能力，以及 抗测向、抗侦察、抗截获、抗干扰等防御能力而发展起来的，称之为短波通信电 子防御技术。这一类技术以短波扩频通信技术为主体，包括短波跳频和自适应跳 频技术，以及短波直接序列扩频技术等。（2）现代短波通信终端技术现代短波通信终端技术，主要是针对短波通信存在着严重的电磁干扰的特点， 为了满足人们对数据业务,特别是高速数据业务的需求，围绕着提高数据传输的可 靠性和数据传输速率而发展起来的。它主要包括短波调制解调技术、差错控制技 术等。（3）短波通信装备数字化与网络技术微电子技术的

5、发展，促进了大规模集成电路、微处理机在短波通信设备中的 广泛应用,短波通信装备集成化、小型化、通用化程度大大加强，技术性能显著提 高。基于软件无线电的设计思想，以ADC/DAC.DSP和CPU为硬件基础，使用统一 的硬件平台，实现短波电台的数字化、软件化、模块化己经开始付诸实施。现代 短波通信网络技术主要包括短波跳频电台组网技术和短波数据通信网络技术。短波通信在民航中的应用2. 1短波通信在民航内部通信中的应用短波技术目前在民航系统应用广泛，主要有雷达、雷达通信、短波中继/点 对点通信等。由于雷达、卫星通信涉及的知识面较广，有专门的研究体系，在此， 仅介绍一下短波通信的应用情况。短波通信主要有

6、短波中继通信和短波点对点通信两种形式，在民航内部通信 网络中应用较多的主要是点对点通信，承载的业务主要有雷达数据信号、各种遥 控数据信号、E&M信令的VHF话音信号以及2/4线电话信号等。例如民航贵阳 空管中心现有HARRIS和国产WZ8-08、WTX8-18三套短波系统，共传输了西 屋雷达数据信号、东芝雷达数据信号、PAE VHF天线共用系统话音及控制信号、 OTE VHF电台话音信号、PBX电话、热线电话等多种业务。2. 2短波通信技术在民航内部通信中的应用2.2.1发信机目前使用的数字微波通信设备分为直接调制式发信机（使用微波调相器）和 变频式发信机，前者用于中小容量的数字微波设备，而后

7、者主要用于中大容量的 数字微波设备。民航贵阳空管中心HARRIS微波和国产WZ8-08微波就分别为 变频式发信机和直接调制式发信机。变频式发信机中，由调制机送来的中频已调 信号经发信机的中频放大器放大后，送到发信混频器，经发信混频，将中频已调 信号变为微波已调信号，再由功率放大器把微波已调信号放大到额定电平，经滤 波器滤波后送往天线。直接调制式发信机中，由调制机送来的中频已调信号在发 信机中经BPSK （二相调相）和TXAPC OSC （发信分频锁相振荡器）作用后变 为微波已调信号，再由RF AMP （射频功率放大器）把微波已调信号放大到额定 电平，经滤波器滤波后送往天线。2.2.2收信机数字

8、微波的收信设备和解调设备组成了收信系统，这里所讲的收信设备只包 括射频和中频两部分。目前收信设备都采用外差式收信方案，对分集接收到的几 路信号的处理一般使用切换式接收（在基带上选择信号）或合成式接收（中频合 成的方式），民航贵阳空管中心的HARRIS微波和国产WZ8-08微波都是采用 了切换式的外差式收信方案。在这种方式下，通常接收到的电波，经过两个相同 的信道、带通滤波器、低噪声放大器、收信混频器、前置中放，再经主机中放后 输出中频信号至解调器，然后对解调出的两路基带信号进行选择。2. 3.短波站建设2. 3. 1短波站选址首先，要保证两站之间不能有任何障碍物遮挡，对于通过人员居住区的，还

9、需要考虑建筑发展规划，避免受其影响。其次，要有可靠的供电保证。虽然短波 通信台站一般都考虑有直流供电系统，但稳定、可靠的交流供电对系统的工作仍 有重要作用。最后，建设短波站和建设各种无线电台站一样，必须考虑电磁环境 因素，需要通过无线电管理部门的电磁环境测试。2. 3. 2.设备选型短波站的设备包括天线、收发信机、调制器、多路复用设备以及电源设备、 自动控制设备等。设备选型首先需要明确业务需求，比如是传输数据信号还是话 音信号、承载业务的协议类型、信令模式、是否需要加密等，从而合理选择短波 通信系统的工作频段、工作模式、信道容量等；其次要根据站间距离计算链路损 耗，从而合理选择系统功率；最后，

10、根据建设规模、可靠性需求等因素，选择合 适的品牌。2. 3. 3配套设施建设由于远端短波站多建在高山上，室外天线、波导以及供电系统容易遭受雷击， 轻者会造成部分设备损坏，重者将使整个短波通信系统瘫痪，带来不可估量的损 失，因此组建高效、可靠的避雷系统是非常重要的。短波站避雷系统一般包括电 源避雷和天馈避雷两部分，其中电源避雷可以采用通用的、成熟的二级电源避雷 器或三级电源避雷器，而天馈部分可以通过使用避雷针进行保护，同时对馈管进 行多点接地，从而实现综合避雷。结束语随着短波固件器件和短波集成电路的出现和发展，短波技术进一步向固态 化、数字化、小型化方向发展。虽然光纤通信以其巨大带宽、超低损耗和较低成 本而成为干线传输的主要手段，对短波通信形成巨大的冲击，但是，数字短波通 信作为一种无线传输方式，在灵活性、易维护性等方面具有光纤传输所无法比拟 的优点，特别是SDH短波、PDH短波等技术的应用，更是极大的提高了短波的 适应性和可靠性。因此。短波通信作为民航内部通信的重要手段，必将在今后较 长时间内得到保持和发展。参考文献：1游战清.无线射频识别技术规划与实施M.北京:电子工业出版社,2005RFID在美国军方的应用J.金卡工程