直升機通信導航系統中的無線電技術分析

公彥德 李明飛 崔振

摘要：直升機通信導航系統一直都在高科技的戰爭中發揮著非常重要的作用。隨著時代的發展，越來越多的人開始重視直升機通信導航系統的設計。本文主要對直升機通信導航系統中的無線電技術進行全面的分析，希望能夠給大家更多的參考性意見。

關鍵詞：直升機通信系統；導航系統；無線電技術

我國的航天史上正出現了越來越多的奇跡，這本身也會對推動世界的發展起到很大的作用。但是，我國在直升飛機通信導航技術方面還與世界先進國家有巨大的差距。因此，在實際操作的過程中，一方面要重視對直升機通信導航系統的理論研究，另外一方面也要結合實際的情況來全面進行研究，只有這樣才會對未來行業的發展產生非常重要的作用。本文先對直升機通信導航系統內部的無線電技術的一些特點和問題進行全面分析，希望能夠給大家更多參考性的意見。

1.導航通信系統的基本思想

無線電技術一直都在通信導航系統中占據重要的地位，內部的軟件通常可以更好地定義通信功能，內部的硬件則會變成平臺，從而將所有的功能更好地集合在一起[1]。無線電軟件技術的基本操作原理如下：變換器需要先接近射頻的前端，之后再更好地對寬端和多頻段的形式實現全面應用。在此過程中可以先將中頻的頻段全面轉換成A/D，之后再以編程技術為基礎來有效處理信號。因此，整個導航通信系統往往可以朝著多頻段和多用戶的方向更好地發展。

2.導航通信系統的基本特點

一般而言，導航通信系統既靈活而又開放，主要有以下幾個重要特點。第一，在對導航通信系統進行處理的過程中，對信源亟待和射頻信號的處理都會呈現明顯數字性的特點；第二，在操作該系統時，一般都可以通過對射頻頻帶或者信道進行編程調試，并在之后通過編程的工程來對其模塊插件和頻道來進行調整。應該說，所有該系統調整和操作的過程都可以通過編程來實現。第三，導航通信系統可以有效地對流水線和多類處理器來全面進行支撐，并能夠通過以模塊為基礎來進行設計。整個系統的總線的結構都會呈現出很高的高性能和開發性。

3.系統的關鍵技術

3.1寬帶多頻段天線

以無線電軟件技術為基礎的直升機信號導航系統一般能夠在工作的過程中跨越短波和微波，且整個系統的天線將會覆蓋所有的頻段。從長遠發展的角度來看，這本身屬于一種全向寬帶的天線。如果在設計的過程中能夠采用合適的軟件來設計信號傳輸的過程，也就可以更好地覆蓋整個區域內部所有的通信頻率。

這種方式本身有很大的優點。不僅在使用的過程中提升了使用的效率，而且也在使用的過程中極大地節約了人力和物力[2]。但目前由于技術的限制，我國還不能夠將寬帶多頻段天線投入生產過程中，但這會是將來發展的一個重大趨勢。

3.2帶寬D/A和A/D轉換器

數字化是直升機通信導航系統發展的過程中最大的特征之一，數字化技術甚至會對無線收發信機的結構變化起到決定性的作用，甚至會在使用的過程中制約收發信機本身的使用性能。但因為系統在使用的過程中勢必會在射頻的基礎上全面實現D/A和A/D的轉換，所以這兩個轉換器的高度應該保持一樣高。

此外，在fs也不能夠比Wa模擬信號帶寬的2倍小，否則很容易在使用的過程中使得信號本身的頻率出現失真的現象。在實際應用的過程中哦還能夠，一方面要保證fs始終大于Wa的2.5倍，另外一方面也要適時提高采樣處理的頻率

但是在A/D和D/A轉換器使用的過程中，噪聲功率比、量化噪信比和無雜散動態范圍等都會對轉換的過程起到非常重要的影響[3]。從長遠發展的角度來看，D/A和A/D的轉換器才在直升機通信導航系統中占據很重要的地位。而也只有在轉換器的支撐下，A/D和D/A的性能才會變得更好，而真正到射頻前端的距離也會變短，整個系統的使用性能也會得以提升。

3.3高速數字信號處理

直升機通信導航系統一般都要求通過使用DSP/FPGA技術來更好地轉換處于射頻端的數字化信號，從而更好地實現通信功能。而一般實現的手段有如下幾種：第一，充分使用中頻采樣和帶寬A/D變換器來全面實現對整個頻段的數字化處理；第二，將整體中頻處理的速度控制在500MIPS的數量級別。第三，尤其應該將基帶處理的速度控制在大于10-100MIPS的數量級別。在控制的過程中，也尤其需要將控制管理的要求和比特流的實現因素考慮在內。

DSP芯片尤其需要通過利用有效的軟件程序來更好地實現中高頻數字信息的處理。而整個處理的過程主要包括中頻數字變頻、濾波處理、二次抽樣處理、信號調制和無線資源管理等多個方面的問題[4]。但是由于整個處理的過程較為復雜。為了能夠更好地滿足技術處理的要求，尤其要保證DSP芯片的處理速度要大于1GFLOPS。

但是，DSP芯片處理的功耗和性價比等方面還存在著很大的矛盾，為此，可以采用以下的措施來解決這一難題。第一，充分運用并行處理的DSP芯片來加快整體處理的速度；第二，先用可編程的芯片來有效時限中頻下的變頻，之后再更好地處理有關數字信號；第三，直接采用FPGA方案來進行處理。

4.結束語

將無線電技術更好地運用于直升機通信導航系統中，往往能夠更好地實現系統多用戶和多業務的綜合控制。但是，在實踐的過程中仍然會存在處理器和數字模擬轉換器無法滿足射頻前端提出的要求的現象，整個直升機通信導航系統的速度和精度也還不夠，這表明射頻沒有辦法實現全面的軟件化。因此，如果想要更好地滿足直升機通信系統的應用要求，就還需要全面對無線電技術進行深入研究，才能夠讓直升機通信導航系統在之后發揮更好的作用。而也希望大家在通過文章中關于直升機通信導航系統內部的無線電技術的分析學習到更多有用的知識。

參考文獻：

[1]彭向陽，錢金菊，王柯，等.大型無人直升機多傳感器全自動巡檢系統及其在500kV線路的應用[J].廣東電力，2016，（4）：8-15.

[2]李建茂，李榕.通用直升機場選址中的通導技術[J].中國民用航空，2015（10）：25-29.

[3]李飛，粟欣，曾捷.軟件無線電技術及其在軍事領域的應用[J]. 科學技術與工程，2015（3）：129-133.

[4]余榮昌.軟件無線電技術在直升機通信導航系統中的應用研究 [J].無線互聯科技，2014（8）：59-63.