航空无线通信系统中的天馈线单元.pdf

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1、4通信设计与应用2017年4月下航空无线通信系统中的天馈线单元段晰文（中国民用航空西南地区空中交通管理局云南分局技术保障部通信保障室，云南昆明650200）【摘要】本文阐述了天馈线单元在无线通信系统中的重要性，重点介绍了天馈线选型、安装的方法，并提出了天馈线常见故障的处理及系统维护方法。【关键词】无线通信；天馈线；选型；维护【中图分类号】TN92【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2017）08-0004-021引言向、地面之间保持平行状态，电波成为水平极化波。电波特性无线通信系统在民航范围内使用得非常普遍，例如承载在很大程度上决定着其传播

2、信号在与地面贴近时产生一定的管制员与机组间通话的VHF地空通信系统、捕捉空中飞机目极化电流，此事电流在大地阻抗作用下会产生热能，以致于电标的雷达系统、传输各种数据信号的微波和卫星通信系统等，场信号衰减。HF通信既有垂直极化，又有水平极化。2.2.4方向性这些无线通信系统对民航安全运行保障体系有着及其重要的从发射天线功能层面来看，自馈线获取的能量向附近空作用。间辐射，在应用实践中需特别关注能量的方向性辐射。对于垂天馈是天线和馈线的总称，天线是电磁波无线辐射和感直半波对称振子而言，其具有“面包圈”形状的立体方向图（平应接收的载体，馈线的标准名称是传输线，它

3、是连接天线与电放），如图1（a）所示。（b）、（c）两个图形给出了其主平面方向上台的“导线”。无线通信系统中，射频信号一经发射机输出，既的示意图，平面方向的图形描述了天线在某平面的方向性。以由馈线输至天线，并由后者通过电磁波的形式向外辐射。在此图1（b）所示为例，振子轴线方向上，为零辐射，而且其最大的过程中，一旦电磁波到达接收地位置，则天线就将其接收下辐射方向为黑色粗箭头所示的水平面上；从图1（c）上可见，水来，经馈线输送给无线电接收机。平面方向上，每一个辐射大小均相同。2天馈线的选型2.1天线的分类天线分类方法很多，按外形分为抛物面天线、鞭状天线、板

4、状天线等；根据工作频段不同，可将其分成三种类型，即短波、甚高频以及微波等几种天线类型。在进行天线选型时必须（a）立体方向图（b）垂直面方向图（c）水平面方向图结合所用设备系统电磁辐射特性进行综合权衡。图12.2特性参数分析全向天线在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，在垂对于天线而言，其性能特征技术指标包含的内容有输入直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度阻抗、极化方式、方向图、增益等，都是选择天线时必须注意的越小，增益越大。目前我们VHF通信系统主要使用的就是全重要指标。由于篇幅有限，在此只介绍对其中的几个主要参数向天线。定向天线在水

5、平方向图上表现为一定角度范围辐射，进行阐述。图上所示的是某种宽度条件下的波束，随着波瓣宽度的不断2.2.1输入阻抗减小其增益就会逐渐变大。目前我们的雷达、微波等系统中较就天线来讲，其输入阻抗实际上就是天线馈电端电压与多使用定向天线。电流之比。对于天线、馈线之间的连接而言，最优状态是输入2.3馈线的分类阻抗与纯电阻一致（与馈线特性阻抗相同）。此时，馈线终端不馈线的标准称呼应该是“传输线”，用于连接天线和发射机会出现功率反射，而且馈线之上不会产生驻波，输入阻抗、频输出端（或接收机输入端）。传输线的主要任务是以最小的损耗率变化等相对平缓。有效地传输信号能量，

6、本身不应拾取或产生杂散干扰信号。2.2.2VSWR（驻波比）2.3.1传输线类型所谓驻波比，实际上就是指行波系数倒数，其可通过以下通常情况下，甚高频段包含有两种不同类型的传输线，即公式进行计算。平行双线和同轴电缆传输线。对于微波波段传输线来讲，主要姨发射功率+姨反射功率VSWR=有波导、同轴电缆传输线以及微带。平行双线传输线的构成主姨发射功率-姨反射功率要是两根平行导线，或对称或平衡形式的传输线，线损相对较上式中的驻波比值为1时，说明二者之间是完全匹配的；大，不适合UHF频段。针对同轴电缆传输线，其两根导线为芯当前无穷大时，说明全反射，失配严重。一般而

7、言，通信系统中线以及屏蔽铜网，由于铜网接地，导体不对称，实践中称之为驻波比不超过1.5，应用实践中的VSWR不超过1.2。如果驻不对称式传输线。波比太大，则会减小通信距离、造成系统内干扰，严重的还会2.3.2特性阻抗烧坏功放管。在传输线尤其是无限长传输线上，电压、电流之比为其特在民航甚高频地空通信地面设备规范中要求，单振子天性阻抗，其与导体、介电常数（导体介质）有关；相对于馈线的线驻波比应不大于1.5，多振子共用天线驻波比应不大于2.0。长度、运作时的频率和终端负载阻抗等因素，关系不大。2.2.3极化2.3.3衰减系数这里说将的极化，即天线极化，简单地

8、讲就是天线辐射时这里所研究的衰减系数，主要是指馈线上的信号衰减系产生的电场强度方向。实践中，电