无线电技术在航天航空上的应用分析

田茂发

（贵州航天南海科技有限责任公司，贵州 贵阳 550009）

现阶段，无线电技术无论是在军事航天航空，还是在民用航天航空领域中的研究程度均在不断加深，无线电技术实际上就是一个黑匣子，看不见、摸不着，它拥有着优秀的跟踪性能和绝佳的识别定位性能，应用范围甚是广泛。无线电技术数据发送与数据接收，主要体现在传感器上。需要注意的是，当前无线电通信系统，集合了数据采集和数据通信以及数据处理等多项功能，并被广泛应用在汽车领域和航天航空领域中，该项技术的发展离不开无线电系统的创新，其性能务必要和无线电功能之间相互匹配，此时数据信息实时传递、显示、保存、监测等流程，均会对无线电设备造成影响。现在无线电技术受到了业界人士的格外关注，其功能也连年得到改进。

一、无线电技术发展历程分析

上世纪50年代，莫尔斯发明了首台电报机设备，这代表着无线电通信技术的诞生，之后贝尔发明了电话，实现了有线电话通讯，早期的无线电发射设备太过笨重，因为所使用的发射器具备着间歇性特点且功率很强，安装和携带都非常困难。直至1930年，阿姆斯特朗发明了FM 无线电，这代表着无线电技术研发取得了重大进展，通过使用FM 无线电，使无线电设备灵敏度得到了大幅度提升，可以完美弥补信息传输中波动性大、信号弱等一系列问题，所以便将之前的AM 无线电被取而代之，并在无线通讯领域得到大力应用。现在的无线电技术以卫星遥测定位技术为主，无线电通信变得十分快捷、方便，通讯误码率及误诊率大幅度降低。1950年，中国开始引进遥测无线电技术，将其应用在导弹测量和导弹跟踪等领域，实现了快速跟踪目标和锁定目标的效果，提升了我国军事防御能力。步入崭新的21 世纪后，中国将GPS 无线电通信技术应用在军事航天航空系统中，航天航空分级位置的实时跟踪目标得以实现，并且也达到了多点定位和对空定位等目标。

因为电磁波是在自由空间内进行传播的，期间必然会受到各种外部因素的影响，上述因素的存在必然会使通信质量降低，严重时还会引发通信故障。需知，航空无线电的主要频率囊括了信标、测距仪、紧急遇险通信、航站自动信息服务、地对空数据链路通信等多项内容。若是产生无线电干扰，必定会对机载无线电设备和航空器信号传输系统以及交通指挥平台等产生严重影响，进而会严重危及到航空飞行安全。

现在的国内无线电通讯技术，排除路由带宽的影响，其效率相对来说较低，和西方发达国家的遥测系统对比仍旧存在不小的差距。国内无线电系统的数据速率较低，即便最高码率也不及国外，所以国内无线电通讯技术仍有待改进。

二、无线电技术在航天航空领域中的应用

以北京奥运会为例，旨在保证广播电视节目可实时播出，有关部门通过设立若干无线电通讯系统站点，对奥运会过程进行实时监测和远程控制，在实况转播时应用无线电通讯技术，使得广播电视节目可以完成实时性、有效性的传输，真正实现了全世界覆盖。无线电通讯系统可对网内各站点进行实时监测，通过远程操作便可实现数据的实时传输，并可及时发现问题，及时予以处理，如此便可减少人力资源和物力资源以及财力资源的消耗。

无线电技术是使用无线电作为传输媒介，进行信息发送和接收的一种技术。我们通常所说的无线电通信又被称之移动通信，以手机和车载中控以及航天航空飞机等最具代表性，因为目标常会处在移动状态，所以会频繁出现信号弱情况和多普勒现象。就航天航空系统来说，接收端一般都是移动终端，所以极有可能在移动接受台与发送台相对移动速度很快时出现多普勒效应，这会导致信号频率频移。因为发送端和接收端，两者之间的运动会随着时间变化而变化，因此接收端信号的多普勒频移也会随着时间变化而变化。近些年，无线电通讯技术在航天航空领域中取得了突破性进展，通过介入GPS 卫星定位，进一步实现了相关数据信息的传输，飞行器定位也变得愈加精准，尤其是民航领域，已经实现了点对点的通讯技术研发。

航天航空无线电技术应用中，信号同步是处理信号失真问题的关键点所在，当前市面通用的无线电技术当属单频网技术。需知，单频网络中，蜂窝单频网的应用可谓至关重要，通过使用蜂窝技术，将其应用在D2D 传输系统中，数据传播效率更佳。在应用单频网技术时，一定要使用高功率发射器设备将外散信号根据频率同步和时间同步以及发送码同步的要求去传输信号。频率同步意味着要保持各单频网发射机的工作频率相同，而就OFDM 技术来说，信号各子载波频率要保持等同，只有做到频率同步，那么才能保障数据信号的实时接收和精准接收，若是频率不同，那么信号失真的风险就会加大，误码率也会升高。

现在的基本情况是，我国针对GPS 定位技术进行了频段完善和创新。遥测系统在国内军事航天、民用航空领域中得到大力应用，它是一项集承性能好、跟踪效果佳、遥控能力强的综合性技术。遥测技术拥有着数据采集和信息通讯以及数据处理等多项功能，在航天航空领域中的应用程度不断加深，所以在未来的技术研发中，一定要对遥测系统进行持续完善和创新，和遥测功能之间相互匹配，如此才能不断提升遥测系统在航天航空领域中的测控效果，并延长其使用寿命，为国内航空航天事业的发展保驾护航。

三、航天航空无线电干扰原因和类型分析

总的来说，传导干扰和辐射干扰，这两者是通过根据传播路径予以划分的，还可通过了解干扰源将其划分为自然干扰和人为干扰两种模式。应该了解到，无线干扰和非无线电干扰均归属于人为干扰范畴内。天空信息系统之间相互对接时，常会出现同频干扰和互调干扰以及相邻信道干扰等多种情况，这些问题都是由机载无线电干扰所致。

同频干扰指的是在进行信号调频时无用信号对其产生的干扰，使用频率复用的方式便可完美处理此类问题，但在航天航空领域使用无线电频率时，其资源相对有限，所以便会衍生出多地共享无线电的现象，相近地区会使用同一频率，那么就会产生同频干扰问题。

互调干扰和非线性电路中所需要的信号的频率相同，期间出现的干扰大多数情况下使因为不同频率进入而造成的。因为无线电系统中，非线性元件数量非常多，互调干扰在所难免，它现在已成为了一种航空航天无线电技术应用中的常见干扰类型。

邻道干扰指的就是信道带宽以外的无用信号，对邻道有用信号造成的一种干扰，此种干扰之所以会出现，和收发信机的滤波特性紧密关联，此时需要在各电台妥善设置相应频率的隔离带宽，如此才能从根本上减少信道干扰情况的出现。

四、电波特性与频谱管理应用

（一）对无线电干扰查找流程予以优化

若想有效处理无线电干扰问题，首当其冲便是要查找干扰源。无线电干扰检测流程如下：一听、二看、三计算、四跟踪、五测量。听就是要求工作人员用耳朵去判断某一频段是否存在干扰情况，若是有干扰存在，那么就要将时间、声音、内容等信息详细记录在案，之后在此基础上将其作为干扰源的波形与频谱。干扰的类型和特征确定以后，需要进行充分的理论研究和科学计算，譬如要利用空气中无线电波路径损耗公式去计算多个有可能的干扰频率，之后辅以同步跟踪，也就是说要使用理论频率去观察干扰信号。需要注意的是，当和干扰信号一同出现时，那么就要把此信号定性为干扰源。此处的测量主要指的就是对干扰信号方向的精密测量，通过针对性使用固定方向测量法和车载方向测量法以及手持方向测量法等，去确定好干扰源的具体位置。

（二）专用频率管理

第一，相关部门需要对有关的法律法规条文予以建立健全，要持续性加强航空航天无线电频率的保护力度。

第二，相关部门务必要加强自身管理，做好法制建设工作和宣传引导工作等，一切都要按照规章流程办事，不得有误。

第三，作为电信运营商，一定要做好前期的技术验证工作，从而保障无线传输设备的技术参数达到预期标准，禁用大功率无绳电话设备，在及时发现问题时要进行及时处理。

（三）无线电监测功能与测向网络的优化

一套完善的监测网络系统，可以最大限度上发挥出其监测作用，对所有频段进行有效监测。若是出现紧急情况或者重大事件时，多个侧向站会同时进行测向，如此一来便可达成区域之间、省市之间的干扰信号检测。旨在全面强化无线电设备精度，可以考虑在郊区或者城市的制高点进行无线电测向站布设，打造由无线电侧向站和移动监测设备共同组成的监测网络系统，之后也不能忽视对系统覆盖范围予以精细化的理论计算，如此才能全面覆盖指定区域。

（四）屏蔽干扰

正确的做法是，要通过使用良好的屏蔽手段去降低航空机场电子设备的电子干扰，存放设备的机箱和机柜门，一定要达到严密闭合的标准，因为机箱和机柜门具备着电子辐射属性，所以一定要独立放置，或是采取必要办法对其加以屏蔽。

结束语

综上所述，社会在发展，时代在进步，大众出行方式发生了翻天覆地的变化，除了汽车和火车这些交通工具以外，飞机出行日渐受到大众青睐。航空航天技术的迅猛发展，方便了人们的出行，也缩短了两地距离，在航空业务建设中，无线电业务连年上涨，这便对机载设备和地面设备等提出了严苛要求。虽然无线电技术的应用助推了航天航空事业的发展，但其所出现的频率干扰问题是不能忽视的，当务之急就是要对无线电干扰查找流程予以优化，之后在此基础上要对无线电监测功能、测向网络等进行持续性优化，最后要做好屏蔽工作，如此才能提升无线电技术在航天航空领域中的应用水平，促进我们航天航空事业的可持续发展。