无线通信实验最早开始于十九世纪末期,机载无线电台的发展历经了中波、短波至超短波的发展,机载通讯设备由早期的电子管、晶体管、微模组件逐渐发展成为目前的规模化集成电路。机载无线通讯设备呈现出轻量化、小体积化发展趋势,但其功能性、可靠性较传统电台有所提高,具备更好的安全防护、防干扰功能,可实现防窃听与加密通话,并可装载于直升机进行无线通讯。
1.机载无线通讯设备
机载无线通讯设备是指飞机上用于与其他飞机、地面保持通信联的电子设备。主要包括机内通话器、飞机电台等。机内通话器通常安装在飞机多座上,其作用是方便飞机上工作人员相互进行联络。同时还可以连接机载电台,使其能与对外保持通信联络。有的机内通话器还可以利用设置在飞机外部的插孔,当飞机起飞前能与地面人员保持联络。而飞机电台在飞机上的应用就更加广泛。飞机电台是飞机与机外其他发生通信联络的主要工具,比如飞机与地面、飞机与飞机、飞机与舰艇等之间的联系。
2.直升机机载无线通讯设备结构组成
相较于地面设备而言,直升机机载无线通讯设备运行环境较差,因此,要求机载通信设备具备良好的温湿度适应、气压抵抗能力,同时要求其具备一定的抗冲击性能及抗震能力,并且无线通讯设备必须低体量化,并且要安装空气动力性佳、高结构强度的电台天线。直升机上塔载的无线通信设备涵盖多个不同的结构,其中较为重要的是收发机、控制盒、发信机以及通话器等,除此之外还有天线、电键等其他结构部件。
2.1收发机
收发机是直升机机载无线通信设备的主体,主要安装于天线附近,也可安装于电子舱等地位处,主要是通过控制盒与电缆实现连接。
2.2控制盒
控制盒的主要功能是进行音量及频率的调整,并转换工作方式,主要安装于座舱之中,直升机运行时,工作人员会根据通信需求进行相关调节。同时,控制盒还可用于应急信息的接收,在未安装应急收集机的直升机上具备重要作用。
2.3频率合成器
频率合成器是机载无线电台应用率较高的结构,其由多个固定离散波道构成,工作频率不具连续性。短波电台及超短波电台的波道间隔分别为100HZ与25kHz,在接受收控制盒发送的指令后,电台调谐开始工作,通常需于直升机起飞前完成二十个左右波道的设置,以便直升机运行时选择性应用,可通过旋转控制盒上的旋钮进行波道转换并完成通信。
2.4应急收集机
应急收集机是超短电台的主要构件,其作用是对呼救信息进行接收。工作频率通常不超过主收信机波动范围,有工作频率最小为40.5MH,最高为243MH。未安装应急收集机的直升机,也可通过控制盒开关替代应急收信机功能。
2.5通话器
直升机上安装的通话器主要利用有线电方式通信,由多个用户盒、低频放大器以及电源结构组成。可将耳机插座、多种转换控制电路安装于用户盒之中,将耳机插入话筒便可实现通信。还可利用机内通话器进行无线通话,通过此种小型发信机的应用便捷实现直升机与地面指挥人员之间的通讯。
3.直升机机载无线通讯设备的应用现状
目前,不同飞机上所搭载的电台类型并不相同,可分为四种类型,一是超长波电台,二是长波电台,三是短波电台,四是超短波电台四种类别。长波与超长波能对远距离传播,并且具有很强的穿透力,能穿透地面与海水。超长波、长波电台主要应用于特殊飞机,直升机装载不多,如水下通信飞机等。还有少数具有卫星通信、数据传输、多路通信等功能的微波段机载通信设备。而直升机上所安装的无线通讯设备主要应用的是短波电台、超短波电台两个类型。
3.1短波电台的应用
直升机地高度不同,其通信距离并不一致,如1万米高行飞行时,飞机通信距离为400km。为此,搭载于不同类型直升机上的无线通信设备类型也应有所区别。应用于直升机的短波电台主要用作远距离通信,电台频率介于2HZ与30MH之间。短波电台除了主要应用于运输机、轰炸机等大机型,也有一些体型较小的短波电台可安装于用于低空飞行的海陆作战直升机之上。短波电台采用的是单边带通信方式,此种通信方式是基于调幅通信而诞生的,可通过边带发出而得到高于100w的输出功率,从而为直升机转场、救援等远距离通信提供支持,同时,超低空飞行状态时,也可确保空地通信之间的连续性与即时性。短波电台的别称是高频单边带电,此种无线通信设备早在多年前便已应用,在当今时代卫星通信逐步实现的境况下,远距离通信中卫星通信逐渐取代了短波电台的应用地位,然而因卫生通信在战时通信环境下并不适用,并且卫星应用成本较高,一旦受损会遭到严重损失,因而在航空通信领域,短波电台仍具备较高的应用价值,并且仍在不断的发展与完善。
3.2超短波电台的应用
超短波电台,主要用来实现直升机本场或近距离飞行时空空、空地之间的通信联络,其通信距离受通信视距限制,不能保证在超低空飞行时的通信联络,因此直升机土还配备短波电台,如果有空中预警机、转信机,配备空中转信设备,起通信接力作用,可使超短波电台具有超视距能力,国外在这方面技术发展较为成熟,其一些直升机没有装备单边带电台。直升机上超短波电台的波段通常为225-400MH,100-156MH、30-88MH是主要波段。通常情况下,一部电台包含一个波段,也有包含两个或两个以上多个波段。225—400MH的特高频与100—156MH甚高频的超短波电台应用最多,各类飞机上都能安装。一般是以调幅话方式作,有的也传输数据与调频方式通话以及进行卫星通信、数字通信。30-88Hz的甚高频的超短波电台常常以有调频话方式工作,安装在支持海陆作战的直升机上,主要作用是用来协同海、陆、空通信。超短波电台虽然应用广泛也有其不足之处,因受视距离限制的影响有时无法实行通信联络,故大部分只作指导通信用。
4.直升机机载无线通讯设备发展趋势
直升机机载通信设备在未来发展主要是朝综合化与计算机数字化的方向发经展。综合化主要是把只有一种功能的电台进行改装、重新设计等综合成先进多功能电台,从而把其他机载电子设备与直升机电台综合成多功能智能化航空电子系统。数字化主要是指微机处理与数字电路,以及对信息传输与加工处理。随着航天技术不断发展,综合航空智能化电子系统与数字化计算网络化微机处理实现,直升机上的机载通信设备体重将进一步减轻,体积将进一步减小。同时电磁兼容性、保密性、可靠性与抗干扰性能将进一步提高。
结语:作为陆战场的主要作战力量,直升机发展的同时,其机载电子设备必须会呈现出快速化发展趋势。未来直升机航空电子综合系统当中,机载无线通信设备占据重要地位。现阶段,我国陆航在可实现陆、海军协同通信的多频段、多功能通信电台开发方面进行了深入研究,在科技高速化发展背景下,直升机机载无线电通信设备越来越先进,在短波、超短波电台应用下为不间断、高质量通信实施提供了支持,可为航空行业发展产生有益驱动。
参考文献:
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