电磁波在民航中的应用

民航飞机的通信系统

通信系统的主要用途是使飞机在飞行的各阶段中和地面的航行管制人员、签派、维修等相关人员保持双向的语音和信号联系，当然这个系统也提供了飞机内部人员之间和与旅客联络服务它主要分为：甚高频通信系统、高频通信系统、选择呼叫系统和音频系统。

1. 甚高频通信系统（VHF：VeryHighFrequency）

使用甚高频无线电波。它的有效作用范围较短，只在目视范围之内，作用距离随高度变化，在高度为300米时距离为74公里。是目前民航飞机主要的通信工具，用于飞机在起飞、降落时或通过控制空域时机组人员和地面管制人员的双向语音通信。起飞和降落时期是驾驶员处理问题最繁忙的时期，也是飞行中最容易发生事故的时间，因此必须保证甚高频通信的高度可*，民航飞机上一般都装有一套以上的备用系统。

甚高频通信系统由收发机组、控制盒和天线三部分组成。收发机组用频率合成器提供稳定的基准频率，然后和信号一起，通过天线发射出去。接收部分则从天线上收到信号，经过放大、检波、静噪后变成音频信号，输入驾驶员的耳机。天线为刀形，一般在机腹和机背上都有安装。

甚高频所使用的频率范围按照国际民航组织的统一规定在118.000～135.975MHZ，每25KHZ 为一个频道，可设置720个频道由飞机和地面控制台选用，频率具体分配为：

118.000～121.400MHZ、123.675～128.800MHZ和132.025～135.975MHZ三个频段主要用于空中交通管制人员与飞机驾驶员间的通话，其中主要集中在118.000～121.400MHZ；

121.100MHZ、121.200MHZ用于空中飞行情报服务；

121.500MHZ定为遇难呼救的全世界统一的频道。

121.600～121.925MHZ主要用于地面管制；

值得注意的是通信信号是调幅的，通话双方使用同一频率，一方发送完毕，停止发射等待对方信号。

2.高频通信系统（HF：HighFrequency）

是远距离通信系统。它使用了和短波广播的频率范围相同的电磁波，它利用电离层的反射，因而通信距离可达数千公里，用于飞行中保持与基地和远方航站的联络。使用的频率范围为2－30MHZ，每1KHZ为一个频道。大型飞机一般装有两套高频通信系统，使用单边带通信，这样可以大大压缩所占用的频带，节省发射功率。高频通信系统由收发机组、天线耦合器、控制盒和天线组成，它的输出功率较大，需要有通风散热装置。现代民航机用的高频通信天线一般埋入飞机蒙皮之内，装在飞机尾部，不过目前该系统很少使用。

3.选择呼叫系统（SELCAL）

它的作用是用于当地面呼叫一架飞机时，飞机上的选择呼叫系统以灯光和音响通知机组有人呼叫，从而进行联络，避免了驾驶员长时间等候呼叫或是由于疏漏而不能接通联系。每架飞机上的选择呼叫必须有一个特定的四位字母代码，机上的通信系统都调在指定的频率上，当地面的高频或甚高频系统发出呼叫脉冲，其中包含着四字代码，飞机收到这个呼叫信号后输入译码器，如果呼叫的代码与飞机代码相符，则译码器把驾驶舱信号灯和音响器接通，通知驾驶员进行通话。

4.音频综合系统（AIS）

包括飞机内部的通话系统，如机组人员之间的通话系统，对旅客的广播和电视等娱乐设施以及飞机在地面时机组和地面维护人员之间的通话系统。它分为飞行内话系统、勤务内话系统、客舱广播及娱乐系统、呼唤系统。

l）飞行内话系统：主要功能是使驾驶员使用音频选择盒，把话筒连接到所选择的通信系统，向外发射信号，同时使这个系统的音频信号输入驾驶员的耳机或扬声器中，也可以用这个系统选择收听从各种导航设备来的音频信号或利用相连的线路进行机组成员之间的通话。

2）勤务内话系统：是指在飞机上各个服务站位，包括驾驶舱、客舱、乘务员、地面服务维修人员站位上安装的话筒或插孔组成的通话系统，机组人员之间和机组与地面服务人员之间利用它进行联络，如地面维护服务站位一般是安装在前起落架上方，地面人员将话筒接头插入插孔就可进行通话。

3）客舱广播及娱乐系统：是机内向旅客广播通知和放送音乐的系统。各种客机的旅客娱乐系统区别较大。

4）呼唤系统：与内话系统相配合，呼唤系统由各站位上的呼唤灯和谐音器及呼唤按钮组成，各内话站位上的人员按下要通话的站位按钮，那个站位的扬声器发出声音或接通指示灯，以呼唤对方接通电话。呼唤系统还包括旅客座椅上呼唤乘务员的按钮和乘务员站位的指示灯

(二) 短波通信（高频通信）具体介绍

摘要: 短波通信由于其天波传播特性,在通信领域具有其它通信手段无法替代的地位,特别是在民用航空地空通信中,短波通信对于航线覆盖与极地飞行,起着重要的保障作用。下面介绍了短波的传播方式与通信特点,并就短波通信在民用航空中的应用进行了论述。

关键词: 短波通信;民航;短波地面站;数据链

应用短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR)的划分是指波长在10m～100m,频率为

3MHz～30MHz的电磁波。短波通信又称高频(HF)通信,实际上,为了充分利用短波近距离通信的优点,其实际使用的频率范围为1.5MHz～30MHz。由于短波通信的固有特点,长期以来,短波通信始终是军事指挥的重要手段之一,一直被广泛地应用于外交、气象、邮电、交通等各个部门,用以传送图像、数据、语言、文字等信息。同时,它也是海上航行和高空飞行的必备通信方式。短波通信是无线通信的基础,尽管目前无线通信新技术不断涌现,短波通信有逐渐退出通信领域的趋势,但是自身所拥有的优势和长处并不能被完全取代,在国际通信、防汛救灾、海难救援及军事等领域依然发挥着重要作用。

1. 短波的传播方式

民航通信中使用到的短波实质为无线电波,主要用于地面与飞机间的通信,其通信传播方式主要有以下三种:

1.1地面波。地面波是沿着地球表面传播的波,它沿着半导电性质和起伏不平的地表面进行传播,一方面使电波的场结构不同于自由空间传播的情况而发生变化并引起电波吸收,另一方面使电波不像在均匀媒质中那样以一定的速度沿着直线路径传播,而是由于地球表面呈现球形使电波传播的路径按绕射的方式进行。

1.2天波。天波是经过地面上空40~800公里高度含有大量自由电子离子的电离层的反射或折射后返回地面的电波传输方式。天波是短波的主要传播途径,可实现长距离的传播,短波信号由天线发出后,经电离层的多次反射,传播距离可以由几百公里达到上万公里,且不受地面障碍物阻挡。在天波传播的过程中,路径衰耗、大气噪声、时间延迟、电离层衰落、多径效应等因素,都会造成信号的畸变与弱化,影响短波通信的效果。

1.3直接波。直接波是从发射天线到接收天线之间,不经过任何发射,直接到达,电波就象一束光一样,所以有人称它为视线传播。由于民航中,飞机大多数时间都是在飞行,所以有些时候地、空之间的短波通信,实际上是可以靠直接波完成的。