分析航空无线电通信的原理及应用

李金国 杨易达

摘要：本文将以教练机航空无线电通信为例，对航空无线电通信原理进行分析阐述，并指明航空无线电通信在教练机航空领域的具体应用，以期能够为业内人士提供理论参考。

关键词：航空;无线电通信;原理;应用

前言：

教练机作为军用航空领域的重要组成内容，相对于民用航空领域来说，其对于通信系统的穩定性和可靠性要求更高。航空无线电通信技术作为当今军用领域和民用领域中最为常用的通信技术，相关技术较为成熟，具有较强的稳定性和可靠性，可以满足教练机航空无线通信的实际要求，但相对于民用航空领域来说，军用航空领域中航空无线电通信的应用却存在一定区别。据此，本文将以教练机航空为例，介绍航空无线电通信在军用领域中的具体应用。

1 航空无线电通信的原理

现如今，常用的航空无线电通信大多是采用的UHF、VHF或者是其他频带更高的波段作为通信波段。其中VHF为甚高频段无线电波，其实际频段范围为30～300MHz，无线电波波长为10～1m，因此也被称之为米波频带;UHF为特高频段无线电波，其实际频段为300～3000MHz，无线电波波长为1m～1dm，因此也被称之为分米波频带[1]。

在没有明文规定的情况下，相同业务类型通常具有同等频率使用地位。而在遭遇频率干扰，无法实现所有业务使用同一频率情况时，通常会遵循先后原则，即先使用者的使用权重更高，后使用者使用权重较低，然后根据权重依次使用频率;或者是遵循无规划使用者让有规划使用者先使用的原则。若是在使用过程中出现主要业务频率受到干扰情况，次要业务使用者需立刻采取补救措施，并寻找和解决主要频率干扰问题。

在当前的频率范围中，教练机航空无线电通信常用的频段范围主要包括118～151.975MHz、146～148MHz以及430～440MHz等，不同频段范围的无线电通信，其在实际应用中所发挥出的实际业务功用也不尽相同。例如118～151.975MHz频段范围在教练机航空无线电通信中主要作为业余业务、无线电定位业务、卫星业余业务的主要业务等使用;146～148MHz主要作为业余业务、固定业务、无线电定位业务的次要业务等使用;430～440MHz主要作为无线电定位业务、军用航空无线电导航业务、业务业务和卫星业务的次要业务等使用。

之所以要采用此类频段，主要原因在于航空无线电通信通常需要有着完善的设备作为支持，其中无线电天线作为重要设备组成，其具有使用频段越低，所需天线越长的特点，然而受教练机体积及工作环境的限制，导致其无法安装低频天线，而U/V段天线具有尺寸小、易安装等优势，使得其在教练机航空无线电通信领域得到广泛应用。其次，为确保导航信号能够以直线型波束进行发射，其需要采用较高的频率，所以在教练机航空领域中导航信号将会采用VHF通信。主要原因在于大部分情况下，军用教练机的航路点和无线电导航点间隔均处于五百海里以下，在此种情况下，甚高频通信完全可以满足教练机通信的实际需求。最后，HF通信在实际应用过程中虽然存在着不稳定的情况，但却可以满足全球通信需求，可以满足补充通信手段进行使用。此外，教练机航空通信还会采用分布式架构，结合鲁棒伺服LQR飞控算法、无损卡尔曼滤波算法等多种算法，实现教练机航空飞行过程中通信抗干扰和稳定性保障等效果。

2 航空无线电通信的具体应用

航空无线电通信在军用航空领域中有着极为广泛的应用。以教练机航空为例，在教练机飞行过程中，教练机需要与管控平台达成实时通信，从而实现对教练机飞行情况的实时监控效果。此外，随着航空无线电通信技术的快速发展，如今世界各国均开始构建本国的AeroMACS机场组网，并以此来替代传统的地面光缆，此种技术在民用航空领域和军用航空领域均有着一定应用。在具体应用过程中，参与飞行测试的飞行员对于AeroMACS机场组网提供的滑行阶段支持给予了极高的评价，确定AeroMACS机场组网在应用过程中表现出跑道侵入防范、减少滑行冲突，提高航空运行安全等优势，对于保障机场飞行器滑行安全性保障具有极为重要的意义。

雷达系统引入了新型航空无线电通信技术中ADS-B技术，此种方式不仅提高了雷达监视系统截取飞行数据的精准性和有效性，而且还在保证雷达系统兼容性的同时，降低了系统的安装成本，促使融合后的雷达系统在教练机航空无线电通信中得到一定应用。此外，机载ADS-B接收设备还可以接收教练机附近空域其他航空设备所发送的ADS-B信息，如此可以为教练机提高更多的通信渠道，增强通信可靠性，确保安全飞行[2]。

航空无线电通信除了上述的技术应用以外，还会在具体应用过程中发挥出以下三种业务功能：（1）无线电定位业务，主要为各种用途的无线电通信业务提高定位业务功能;（2）航空移动业务：为教练机飞行提供包括飞行协调通信在内的无线电通信业务;（3）航空无线电导航业务：用于为教练机飞行提供导航服务以及教练机安全运行的测定。

3 结语

航空无线电通信作为航空飞行领域中的重要组成，不仅可以为航空飞行器提供更为稳定、可靠的通信支持，而且还能够提高飞行器的飞行安全性，为飞行器提高相应的导航及通信服务。本文以教练机航空为例，介绍了航空无线电通信原理，并分别针对AeroMACS机场组网以及ADS-B雷达通信系统的具体应用进行分析阐述，最终确定航空无线电通信对于保障军用航空飞行器的通信及飞行具有极为重要的现实意义。

参考文献

[1]王白云，邹星，罗宇.航空通信系统中的LDPC编译码研究[J].航空电子技术，2018，49（04）：34-38.

[2]张晓云.一种基于ADS-B的民用航空无线电监测方法研究及其分布式系统实现[D].云南大学，2019.