王海波 劉志強 呂劍寶

摘要：超短波具有頻率高、波長短的特點，電波沿地面?zhèn)鞑r衰減很快，遇到障礙物繞射能力很弱，故不能利用地波作較遠距離的傳播，而高空中電離層不能將其反射回地面，也不能利用天波傳播方式，因此，超短波的傳播途徑通常是利用視距傳播。

關鍵詞：超短波;電臺;通信距離

一般來說，通信距離是由發(fā)射功率、接收靈敏度、發(fā)射/接收天線性能、天線布局以及電磁傳播路線等多種因素共同決定的一個綜合指標。因此，要充分考慮到影響超短波作用距離的各種因素。

超短波具有頻率高、波長短的特點，電波沿地面?zhèn)鞑r衰減很快，遇到障礙物繞射能力很弱，故不能利用地波作較遠距離的傳播，而高空中電離層不能將其反射回地面，也不能利用天波傳播方式，因此，超短波的傳播途徑通常是利用視距傳播。視距傳播大體上可分為3類：第一類是指地面上的視距傳播，例如無線電中繼通信、電視廣播以及地面上移動通信等;第二類是指地面與空中目標如飛機、通信衛(wèi)星之間的視距傳播;第三類是指空間通信系統(tǒng)之間的視距通信，如飛機之間、宇宙飛行器之間等。

影響通信距離的原因分析

視距出現(xiàn)自然障礙

在理想情況下，超短波地空通信距離與天線高度、飛機高度有關。距離計算公式如下：

式中S為通信距離（Km），H1為天線高度（m），H2為飛機高度（m）。通常在0.7S的視距范圍內(nèi)能夠滿足超短波通信的通暢。由于地球表面起伏不平、地球曲率影響，當天線架設高度不足、飛行空域視距范圍內(nèi)有高山、高建筑物、飛機飛行高度較低以及飛機飛行姿態(tài)不斷轉換等原因，會形成視距障礙，會造成超短波通信聯(lián)絡暫時間斷現(xiàn)象。

電磁環(huán)境不良

電磁環(huán)境，是指在給定場所的電磁現(xiàn)象的總和，包括自然界電磁現(xiàn)象、人為電磁現(xiàn)象、飛機機體內(nèi)電磁現(xiàn)象等。超短波通信要滿足一定的信噪比，噪聲電平高低直接影響到通信距離?？梢哉J為噪聲電平就是接收靈敏度降為零時的電平，噪聲電平的計算公式為：

噪聲電平=接收靈敏度–信納比–帶寬

在常規(guī)明話地空通信時，滿足接收靈敏度–101dBm（2μv），信納比10dB，帶寬19kHz條件時：

噪聲電平（dBm）=–101–10–10lg（19×2×103）=–155.79

式中可以看出，在滿足超短波信噪比要求的情況下，噪聲電平上升1倍，接收靈敏度就降低3dB，通信距離就降為技術指標要求的0.7倍。通過技術手段查明具體原因，采用電磁屏蔽、干擾源關停等手段，凈化電磁環(huán)境，降低噪聲電平，盡量接近理想電磁工作環(huán)境。

天線的方向性變差

天線的方向性，是指天線向一定方向輻射電磁波的能力，一般采用方向圖主瓣的寬度、方向性系數(shù)等參數(shù)進行描述。在理想狀態(tài)下，天線輻射面是一個球面，且360°方向輻射功率相同，但實際與理想情況差別較大，天線裝機后，由于飛機機體是一個復雜的電磁散射體，其機身、機翼、垂尾等凸出部位都可能對天線電磁波產(chǎn)生散射作用，引起天線輻射方向圖發(fā)生畸變，使新大綱訓練中某些課目動作方向上天線的輻射或接收功率大大下降，較大程度上影響通信距離。

天線電壓駐波比增大

天線電壓駐波比，是反應天線輻射功率（即有效地轉換電磁波部分的功率）和輸入功率之比，是恒小于1的數(shù)值（理想狀態(tài)為1）。當電壓駐波比嚴重超差時，不僅使天線輻射出去的功率大大降低，使通信距離降低，嚴重時還有可能損壞發(fā)射機。

饋線損耗增加

饋線，是連接電臺發(fā)射功率輸出到天線和從天線接收的有效功率的信號傳輸通道，當饋線與天線端口接觸不良，就會造成駐波增加、損耗變大，直接影響天線輻射和接收的有效功率。其中，射頻電纜損耗和天線損耗影響最大。對于低損耗的射頻電纜正常損耗為0.07dB/m，發(fā)射機射頻功率經(jīng)過30米的射頻電纜通常損耗2dB左右，射頻電纜的優(yōu)劣直接影響射頻功率的傳輸。射頻功率通過射頻電纜進行傳輸，最終經(jīng)過天線以電磁波形式對外輻射，其中路徑損耗為：

式中L為路徑損耗，F(xiàn)為工作頻率（MHz），S為通信距離（km）。

發(fā)射機功率下降

發(fā)射機功率下降的主要原因有：天線駐波大和使用問題，如供電電壓下降、長時間發(fā)射、散熱問題、超大功率長時間使用等。發(fā)射機的輸出功率下降，也會造成通信距離下降。

接收機靈敏度下降

接收靈敏度每下降6dB，通信距離下降一倍。因此靈敏度的下降對通信距離影響非常大。

頻率偏差

電臺收發(fā)信機的頻率穩(wěn)定度、準確度在長時間使用后都會發(fā)生一些變化，如果這個變化超過要求的范圍，就有可能造成頻率失諧，使通信距離下降，噪聲增大。

解決通信距離近的對策

塔臺天線的選址

在進行空地通信時，地面塔臺的電臺天線選址工作非常重要，要全面考慮全視距通信空域內(nèi)的地理條件，主要是研究空域范圍內(nèi)的山谷或低洼地、山頂或高建筑物之間的平均高度，以確保地面塔臺的電臺天線高度盡量架高，通常離地15米以上通信效果較好。

天線的方向圖及增益檢查

天線安裝在飛機上之后，由于裝機環(huán)境發(fā)生變化，其方向圖參數(shù)及增益指標與生產(chǎn)廠家實驗室環(huán)境存在較大差異，因此方向圖檢查及增益測試十分必要，是通信距離的重要保證。目前天線裝機后的測試在國內(nèi)還處于起步研究階段，采用的是計算機仿真。

天線電壓駐波比檢查

駐波比能反應電臺通過天線輻射出去的功率大小與反射回來的功率大小，如果駐波比變大，說明電臺有效輻射出去的功率在減小，反射功率在增大，這樣既影響通信距離，也對發(fā)射機可靠性造成影響，新大綱長時間空中飛行，可能損壞發(fā)射機。所以定期對天線電壓駐波比進行測試非常重要。通過式功率計，是目前常用的測試工具，通常，天線電壓駐波比≤2.5：1

饋線損耗檢查

檢查主要內(nèi)容包括：饋線的損耗、饋線與天線的連接頭是否緊密、有無虛接、松動、斷裂現(xiàn)象，另外，為了減少饋線損耗，應盡可能的縮短饋線的長度和生產(chǎn)廠家采用插入損耗小的饋線電纜。

發(fā)射機指標檢查

飛機進行定檢時，要對發(fā)射機發(fā)射功率、發(fā)射頻率準確度、調(diào)制深度等指標進行校驗。如發(fā)現(xiàn)有功率下降、頻率偏差較大和調(diào)制度偏小時，應及時對設備指標進行調(diào)整，直到符合規(guī)定范圍。在條件允許、不影響功放可靠性的前提下，適當提高發(fā)射功率，對提高通行距離會具有明顯效果。

接收機指標檢查

飛機進行定檢時，對設備接收靈敏度等指標進行檢查，如發(fā)現(xiàn)靈敏度下降，應及時對設備指標進行調(diào)整和維修，直到符合規(guī)定范圍。

頻率準確度檢查

飛機進行定檢時，應對收發(fā)信機頻率準確度進行檢查，如發(fā)現(xiàn)有頻率失諧情況，應對收發(fā)信機頻率進行重新校正。