雷达通信课件：第三章-2 HF高频通信系统.ppt

1、 一、功用 地面对航路飞行的航空器实行空中交通管制的通信系统。* 主要用于边远陆地、山区、海洋区域、极区飞行。 它还被广泛应用于政府、军事、外交、气象、商业等部门，用以传送语音、文字、图像、数据等。 二、性能指标1、工作频率 3MHz30MHz（波长10100米）2、通信距离 远距离通信，超过1000KM，可达数千甚至上万公里，但存在通信静区。3、工作方式 双工、半双工4、调制方式 调幅、单边带调制三、短波通信特点*1.优点：（1）不需要使用中继站转发就可以实现远距离的通信，通信距离可达数百、乃至数千、甚至数万公里。特别适用于机载、舰载和车载的远距离通信。（2）短波通信设备简便，比较机动灵活，

2、特别适用于军事通信。（3）安全性好。短波通信不需要中继站，能做到比较隐蔽。（4）设备的建设和维护费比较低，基本上是一次性投资。2.缺点 通信容量小，传播媒质不稳定，干扰大，可靠性差。 为了克服这些缺点，目前短波通信的研究方向是针对电离层信道的时变性，从天线、设备、选频等方面找出自动适应信道变化的方法，即所谓自适应技术（主要包括自适应天线、自适应控制器、实时选频等）。采用这些技术的短波通信电台，通常情况下具有较好的通信质量。 四、民航高频通信频率 由于电离层形态随季节、年、太阳周期而变化，所以对最高可用频率(MUF)需要进行预报。根据不同的需要，频率预报大致可以分为长期、短期和实时预报。经过预报

3、得到的MUF，可以作为已建立的短波电路的参考MUF使用。民航高频通信频率的选择就是根据MUF来进行的。 （1）中低空通信网（代号NC） （2）高空通信网（代号YL） （3）国际通信网（代号MG） （4）专业飞行通信网（代号NC） （5）航务管理通信网（代号OP-CTL） （6）气象广播服务通信网（代号VOLMET） 五、单边带（SSB）通信1、单边带通信 把载波和另一个边带完全抑制掉，而把信息调制在一个边带上进行通信的方式叫做单边带通信。调制方式： 单边带 (SSB)调制2、单边带的分类n载波抑制式单边带电话（J3E或A3J） 用于小型短距离通信设备n载波部分抑制式单边带电话R3E(A3A)

4、可收发常规的调幅信号n载波抑制式或部分抑制式独立边带电话B8E(A3B) 可传输两路信号n全载波式单边带电话H3E(A3H) 收信机兼容使用n载波部分抑制式多路高频电报（R7B） 用于多路电报传输3、单边带通信的特点n占用频率窄 BAM2Fmax Bssb=Fmaxn发射功率利用率高n抗选择性衰落能力强选择性衰落： 由于不同频率分量产生的衰落现象。 通信距离越远，选择性衰落越严重。n各个信道之间互相干扰小 （1）发射功率小 （2）只发射边带信号，不发射载波，减小空中的相互干扰信号缺点：n频率稳定度要求高 一般允许误差为2080Hz。n放大器的线性要好n要求收发设备具有良好的滤波性n设备费用和维

5、护水平较高4、单边带通信的产生n仅仅是将调制信号作频谱的搬移n产生方法： 滤波法、相移法、合成法n滤波法产生单边带信号的方法： 基本环节：调制、滤波 原理分析： 5、单边带发信设备的组成及功用n 组成： 信号产生部分、激励器、线性功放、电源、控制系统 n原因： 单边带信号必须在低载频上形成，同时必须在低电平上形成。n功用： 将调制信号通过信号形成、搬频变换成高频的单边带信号，并放大到所需的额定功率，最后由天线辐射出去。6、单边带收信设备的组成及功用n基本任务： 选频、放大、解调n组成： 乘积检波器(调幅采用包络检波) 分路滤波器 恢复载波AFC系统六、高频通信系统(一)地面高频发信设备 地面高

6、频短波天线有： 1.水平偶极天线 ：一般电台均带有这样的天线 2.笼形天线 ：细导线所构成的水平对称振子天线的特性阻抗较高，当工作频率变化时，天线输入阻抗的变化较大，天线与传输线的互匹配容易破坏。这将使他的工作频率受到更大的限制。为了降低天线的特性阻抗，故用多根导线构成所谓“笼形水平对称振子”。这种笼形天线除工作频段较宽外，其它特性均与一般水平偶极天线相同。 3.菱形天线 ：菱形天线是一种高增益、强方向性天线，一般用于远距离通信。(二)机上高频通信系统 1、组成 高频通信收发机 控制盒 天线-形状天线(垂直安定面) 天线耦合器(24秒)七、HF数据通信系统（一）HF数据链通信的发展 90年代初

7、，加拿大、冰岛、瑞典和美国研究了HF数据链用于海洋和边远地区空地通信； 1993年，在北大西洋空域试用HF数据链通信。使用地面电台：加拿大钮芬彩虹电台，冰岛电台，瑞典斯德哥尔摩电台；试验表明，HF和AMSS互补，具有双星的AMSS系统可用性为98.9，加上HF数据链后，可用性达99.94 。（二）HF数据链方案设想n在全世界设1516个HF地面电台，可管理2000架飞机，其中： 太平洋区域6个地面台，管800多架飞机； 大西洋区域5个地面台，管650多架飞机； 印度洋和亚非地区45个地面台，管500多架飞机。n共用4860个频率，进行适时协调，可达很好的通信效果。（三）HF数据链系统组成*n机

8、载分系统n地面分系统n地面通信分系统n管理分系统机载分系统：n组成： 1、HF数据无线电台或HF无线电台加HF数据单元； 2、HF数据链控制单元； 3、HF天线耦合器； 4、HF天线n功能： 负责在飞机上实施HF信号和HFDL协议，并给机载数据链设备提供一个接口。地面站分系统：n组成 1、HF发射机、接收机和天线； 2、HFDL调制解调器； 3、HFDL地面站控制器； 4、网络接口器件n功能： 在地面处理HF信号和执行HFDL协议，并为地面HFDL用户提供带HFDL系统的接口。 地面通信分系统：n功用： 使HFDL用户和HFDL地面站以及HFDL系统的管理分系统互连。n组成：管理分系统：n功能： 1、频率管理； 2、告警管理； 3、配置管理； 4、遥控管理； 5、计费。返回返回返回返回返回返回返回返回返回为什么需天线耦合器?n天线长度远远小于/4，且天线长度固定不变，天线电阻小于发射机负载电阻，为了将足够大的射频功率送到天线，必须使两者达到匹配；n工作在230MHz，频带较宽，阻抗随频率变化较大，要求调谐元件参量的变化能适用于调谐参量的变化；n利用改变输出回路L/C的比值使天线与发射机输出电阻值相等。返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回