软件无线电技术在直升机通信导航系统中的应用探索

张平安 卜晟

摘 要：本文基于软件无线电技术，分析通信导航系统的特性及整体结构，着重探究此项技术在直升机系统中的应用内容，包括宽带多频段天线、宽带转换器等三项内容。

关键词：软件无线电技术;通信导航;直升机

近年来，我国在多项技术领域都有所发展。在直升机方面应用软件无线电技术，满足直升机的通讯需求以及实际情况，对其今后的整体发展提供技术支持，此项研究具有一定的先进性。

1 软件无线电技术应用于直升机通信导航系统的特征及整体结构

1.1 系统的特征

首先，灵活性。此项技术可借助软件程序快速添加所需功能，可直接通过无线加载进行软件升级或更改。其次，开放性。此项技术借助模块化以及标准化的运行模式，其硬件可根据实际需要进行升级优化。此项技术能与各类型号的电台连接，并与旧型号电台保持正常通信。因而，在导航系统中应用该项技术可以有效延长其工作时长。再次，数字化。近年来，现代信息技术愈发成熟，各领域行业都在追求数字化管理，以推动自身的现代化程度。此项技术在导航系统中的运用，在信号接收开始后的各个环节，都体现出数字化的特征，促使导航系统的操作更为简便。最后，差异性。各个系统之间会存在差异，因而，系统对应的编程也应有所区别。导航系统中的编程会根据其系统的特点编制程序，确保整个工作落到实处。

1.2 系统的整体结构

应用软件无线电技术的导航系统，其中包含多频段宽带天线单元、射频单元等。其中射频单元在工作期间，主要负责上变频、放大功率以及接收信号进行的下变频等工作。另外，模块数字无线电单元工作过程中，是模拟通讯信号通过软件完成数字化处理，以缓解其他方面的工作压力。一般情况下，会将信号通过专门的下变频装置完成处理，控制数据的流速率的同时，信号转化为中频，之后传输至，以完成数据率偏低的信号处理任务。此单元系统中，内部整体结构形成各自的独立程序，由此形成灵活度较高的硬件平台，以满足导航系统多样化的通信需要[1]。

2 软件无线电技术应用于直升机通信导航系统中的主要内容

2.1 多频段宽带天线

现代电子技术不断成熟以及社会经济整体水平的提升，促使通信系统更为宽带化与集成化，而此种发展态势对其多频带技术的标准愈加严格。天线为无线通讯主要的构件之一，其在直升机的导航系统中发挥重要价值，整体而言，此系统中包含的天线会覆盖所有频段，以形成全向的宽带天线。此种覆盖模式有助于控制导航系统的运行资金投入量，并提升实际的工作质量及效率，是对以往导航系统的补充。但此项技术处于研究阶段，尚未实现大规模地应用。若此项技术可以达到预计的应用效果，对直升机的通信导航系统有着极为重要的促进作用。

2.2 宽带转换器

该项技术是将接收到的数字化信号转换成模拟信号，即由D/A转变成A/D的过程，换言之，是数字量转变成模拟量，对应数模转化的是模数转换，其属于数模转换的逆程序。数字化是系统基本灵活度的保障，提高系统操作的便利性及高效性，属于系统本身具备的特点，其影响无线收发信号装置的结构，且其数字化转化的程度也影响装置的使用性能。应用软件无线电技术，直升机的通信导航系统可直接通过射频实现信号转化，若想达到此种信号转换效果，需要使用的转换装置具备对应的采样速率。结合采样定理，基于上述的要求，并确保可以真实反映出信号的特点，装置的采样速率应当超过模拟信号带宽的两倍及以上。同时，为确保基本的使用性能，在实践工作期间，通常会采取过采样处理，需要拥有一定的采样速率以及精度，简单而言是采样信号的数量，控制量化噪声。多个参数影响宽带转换装置特征，如量化信噪比、噪声功率比等。宽带转换装置在直升机通讯导航系统中具有较高的地位，通过装置的工作性能直接得出整个系统的软件化指数。软件无线电技术的不断优化，宽带转换器的工作效率也随之提升，以适应现阶段直升机通信系统的需求。

2.3 數字信号处理器

该装置属于一项专门进行信号处理的可编程芯片，对整个系统而言具有重要的作用，因而，通过分析该装置的特性，有助于掌握整个通信导航系统。首先，其具备极佳的实时性，相关人员可对其的工作时间进行较为准确地预测。其次，Harvard，在应用此系统期间，指令与数据总线需处于相对独立的状态。再次，数据信号处理的速率较高。在直升机通信导航系统中使用特别的芯片，提升信号处理装置的工作效率，以此为前提，提高系统操作的便利性。最后，特别的体系构造。应用软件无线电技术的通信导航系统的内部整体框架较为复杂，因而，借助信号处理装置，可以更为全面地认识系统的内部结构。此外，整体呈现集成化的特点，该装置带有多个储存及互联的接口。在理想化的系统下，可直接处理收集到的信号，同时满足直升机通信的全部功能需要，但此种理想化的系统对的标准极高，目前难以达到。若想将频率偏低的信号转变成中频信号，其中的芯片需要借助特定的程序实现中频数字变频、二次抽样等，由此需要DSP芯片达到较高的工作速度。基于经济性及功耗角度，对此的解决方式有两种，一方面使用多个芯片同时工作，负责信号的处理，以提升工作速度。另一方面，应用专门的可编程芯片，其频率的灵活度极高，可在工作中实现中频状态下的转变[2]。

软件无线电技术基本可以达到直升机对通信导航系统的技术要求，但在信号采样的速率及精度方面有较高的标准，以当前的处理及转换装置而言，尚未达到要求，因而仅能达到中频的数字化。但相信未来可以取得更好的成绩。

参考文献：

[1]刘文亮，仉树军，司召峰等.一种直升机通信导航系统效能评估方法[J].计算机与网络，2020，46（10）：60-63.

[2]吴开春，马敬志，宫元.浅谈卫星通信系统在无人直升机上的应用[J].中国设备工程，2020（02）：146-147.