機載電臺無線電通信原理(編輯修改稿)
2025-07-23 20:13 本頁面
【文章內容簡介】 ..............................................163 / 141 飛機通信現(xiàn)代通信經(jīng)過有線通信系統(tǒng)——利用導線傳送信息；無線通信系統(tǒng)——利用電磁波傳送信息；發(fā)展到光纖通信系統(tǒng)——利用光導纖維傳送信息。飛機通信采用無線電系統(tǒng)，其原因不言而喻。無線電是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，無線電技術是通過無線電波傳播信號的技術。無線電技術的原理在于，導體中電流強弱的改變會產(chǎn)生無線電波。利用這一現(xiàn)象，通過調制可將信息加載于無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端，電波引起的電磁場變化又會在導體中產(chǎn)生電流。 通過解調將信息從電流變化中提取出來，就達到了信息傳遞的目的。無線電通信實現(xiàn)原理：將聲頻或視頻信號經(jīng)過載頻調制成調幅波或調頻波，然后再通過功率放大，經(jīng)由天線發(fā)射出去！接收方由天線接收到信號后，進行檢波或鑒頻電路將原來的聲頻或視頻信號分離出來，再進行放大，最后通過揚聲器或顯示設備將聲頻或視頻還原出來。電波在各種媒介質及其分界面上傳播的過程中，由于反射、折射、散射及繞射，其傳播方向經(jīng)歷各種變化，由于擴散和媒介質的吸收，其場強不斷減弱。為使接收點有足夠的場強，必須掌握電波傳播的途徑、特點和規(guī)律，才能達到良好的通信效果。 無線電波的分類無線電廣播、無線電通信、衛(wèi)星、雷達等都依靠無線電波的傳播來實現(xiàn)。無線電波一般指波長由 100,000 米到 毫米的電磁波。根據(jù)電磁波傳播的特性，又分為超長波、長波、中波、短波、超短波、微波等若干波段，其中：超長波的波長為 100,000 米10,000 米，頻率 330 千赫；長波的波長為 10,000米1,000 米，頻率 30300 千赫；中波的波長為 1,000 米100 米，頻率 300 千 兆赫；短波的波長為 100 米10 米，頻率為 兆赫；超短波的波長為 10 米1 米，頻率為 30300 兆赫，波長在 1 米以下通稱為微波。頻率與波長的關系為：頻率=光速／波長。航空和航海中的話音通信波段為短波或超短波，又稱為高頻（HF High Frequency ）或甚高頻（ VHF Very High Frequency） 。使用的機載設備為短波電4 / 14臺或超短波電臺。 無線電波傳播方式 地波（地表面波）傳播沿大地與空氣的分界面?zhèn)鞑サ碾姴ń械乇砻娌?，簡稱地波。其傳播途徑主要取決于地面的電特性。地波在傳播過程中，由于能量逐漸被大地吸收，很快減弱（波長越短，減弱越快） ，因而傳播距離不遠。但地波不受氣 候影響，可靠性高。超長波、長波、中波無線電信號，都是利用地波傳播的。短波近距離通信也利用地波傳播。 直射波傳播直射波又稱為空間波，是由發(fā)射點從空間直線傳播到接收點的無線電波。直射波傳播距離一般限于視距范圍。在傳播過程中，它的強度衰減較慢，超短波和微波通信就是利用直射波傳播的。 天波傳播天波是由天線向高空輻射的電磁波遇到大氣電離層折射后返回地面的無線電波。電離層只對短波波段的電磁波產(chǎn)生反射作用，因此天波傳播主要用于短波遠距離通信。 散射傳播散射傳播是由天線輻射出去的電磁波投射到低空大氣層或電離層中不均勻介質時產(chǎn)生散射，其中一部份到達接收點。散射傳播距離遠，但是效率低，不易操作，使用并不廣泛。 無線電波的特點 短波5 / 14電離層是指從距地面大約 60 公里到 2022 公里處于電離狀態(tài)的高空大氣層。上疏下密的高空大氣層，在太陽紫外線、太陽日冕的軟 X 射線和太陽表面噴出的 微粒流作用下，大氣氣體分子或原子中的電子分裂出來，形成離子和自由電子，這個過程叫電離。產(chǎn)生電離的大氣層稱為電離層。電離層分為D、E、FF2 四 層。D 層高度 6090 公里，白天可反射 29MHz 的頻率。E 層高度 85150 公里，這一層對短波的反射作用較小。F 層對短波的反射作用最大，分為 F1 和 F2 兩層。F1 層高度 150200 公里，只在日間起作用，F(xiàn)2 層高度大于 200 公里，是 F 層的主體，日間夜間都支持短波傳播。電離層的濃度對工作頻率的影響很大，濃度高時反射的頻率高，濃度低時反射的頻率低。電離的濃度以單位體積的自由電子數(shù)（即電密度）來表示。電離層的高度和濃度隨地區(qū)、季節(jié)、時間、太陽黑子活動等因素的變化而變化，這決定了短波通信的頻率也必須隨之改變。 短波傳播途徑短波的基本傳播途徑有兩個：一個是地波，一個是天波。如前所述，地波沿地球表面?zhèn)鞑?，其傳播距離取決于地表介質特性。海面介質的電導特性對于電波傳播最為有利，短波地波信號可以沿海面?zhèn)鞑?1000 公里左 右；陸地表面介質電導特性差，對電波衰耗大，而且不同的陸地表面介質對電波的衰耗程度不一樣（潮濕土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大） 。短波信號沿地面最多只能傳播幾十公里。地波傳播不需要經(jīng)常改變工作頻率，但要考慮障礙物的阻擋，這與天波傳播是不同的。短波的主要傳播途徑是天波。短波信號由天線發(fā)出后，經(jīng)電離層反射回地面，又由地面反射回電離層，可以反射多次，因而傳播距離很遠（幾百至上萬公里） ， 而且不受地面障礙物阻擋。但天波是很不穩(wěn)定的。在天波傳播過程中，路徑衰耗、時間延遲、大氣噪聲、多徑效應、電離層衰落等因素，都會造成信號的弱化和畸 變，影響短波通信的效果。 短波頻率范圍電離層最高可反射 40MHz 的頻率，最低可反射 的頻率。根據(jù)這一特性，短波電臺工作頻段被確定為 30MHz。 超短波6 / 14超短波通信就是利用直射波傳播的。在地面進行直射波通信，其接收點的場強由兩路組成：一路由發(fā)射天線直達接收天線，另一路由地面反射后到達接收天線，如果天線高度和方向架設不當，容易造成相互干擾。 限制直射波通信距離的因素主要是地球表面弧度和山地、樓房等障礙物，因此超短波天線要求盡量高架。機載超短波電臺實際工作頻段為 400MHz。3 無線電通信的實現(xiàn)方法在無線電通信中，傳送信息的載體是特定頻率的載波（也稱為主頻）。那么信息又是如何放到載波上的呢？這就引出了“調制”的概念。調制就是將信息的動態(tài)波形通過一定形式加到載波上發(fā)送出去，接收臺收到被調制的載頻信后，再還原信息。調制分為幅度調制（簡稱“調幅”）、頻率調制（簡稱“調頻”）、相位調制 （簡稱“調相”）三種。調制信號在接收端通過解調還原出傳送
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