航空超短波通信信道仿真系统的设计与开发

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1、ChinaScience&TechnologyOverview工艺设计改造及检测检修航空超短波通信信道仿真系统的设计与开发陶祁(空军第一航空学院五系，河南信阳464000)【摘要】在研究航空超短波通信信道传输特性的基础上，以Vc++为基本平台，设计开发了一套航空超短波通信信道仿真系统，该系统可结合地理信息对信道模型进行仿真，并计算出设备性能、电缆衰减、天线辐射特性和信道特征对信号传输的影响。测试和仿真结果表明，该系统具有良好的可靠性和准确性。【关键词】航空信道仿真系统地理信息1引言其中，人机界面模块用于提供各种参

2、数输入的控件，结果以数超短波通信在航空领域得到广泛应用，而通信系统的设计和应值、列表和图画等形式输出；数据采集模块用于对其它模块产生的用受信道环境的制约较大。对航空信道理论模型的研究已取得较多各类数据进行收集和整理；数据库管理模块用于存储和管理设备性成果[1]，但缺乏一套能针对实际航空环境、结合地理因素，直接用于能数据、天线辐射特性数据、信道特征参数等；模型管理模块用于对工程实践的信道仿真实验系统。因此，本文在现有理论模型的基础不同应用条件下的各类信道模型进行选择和维护；参数计算模块用上，设计开发了一套航空超短波

3、通信信道仿真系统，为航空超短波于计算和拟合信道模型中的各个未知参数；系统性能仿真模块用于通信设备的设计与应用提供参考和指导。对信道模型进行仿真、测试和评估。2理论模型4测试仿真4．1目标设置航空通信系统的传输信道模型可用时变冲激响应^(f，r)描述[2】。^(f，f)由发射机内部信道(f，r)、空中信道(f，f)和接收机内部信在测试仿真过程中，共设置了A1、A2、A3三个空中目标和G1一道h(t，f)三部分卷积组成，有[2I个地面目标，其中A1的工作频率为108MHz，FM，飞行高度10000m，航速800Km／

4、h，航向0。，俯仰角0。，横滚角10。IA2的工作频率为f)一r(f=l_(VSWR-12】(1)，108MHz，FM，飞行高度10000m，航速800Km／h，航向225。，俯仰角10。，横滚角0。；A3的工作频率为225MHz，AM，飞行绝对高度hat，f)exp[j(0~+2zf)]一)(2)10000m，航速800Km／h，航向45。，俯仰角10。，横滚角l0。；G1的地面海拔277m，天线高度15m。式中，17为馈线衰减，为极化匹配因子，G为天线增益系数，4．2通信最大距离计算VSWR为天线驻波比系数，

5、

6、Ⅳ为传输路径的总数，a为多径分量的幅度因子，为传播的随机相移，为多普勒频移，『f为多扩展时A1、A2、A3三个空中目标分别与空中和地面两个测试目标执行延。最大通信距离计算。其中，空中测试目标的高度为2000m，航速ht(t，f)和^，(f，r)描述了设备性能、馈线损耗、阻抗匹配损耗等900Km／h，航向和姿态角均为0。；地面测试目标的海拔为30om，天线高度15m。计算结果为：A1的空空通信距离202．7Km，地空通信距对信号的影响，而h。(f，r)则描述了空中信道的传输衰减、多径效应、离334．7Km}A2的

7、空空通信距离231．1Km，地空通信距离365．4Km；多普勒效应等因素的影响，与通信距离、工作频率、运动速度、飞机A3的空空通信距离97．3Km，地空通信距离165．0Km。姿态、地理环境等有关。本文依据传播机制运动状态和信号带宽等4．3信道模型仿真条件将吃(f，r)分解为不同模式，并按照ErikHaas~提出的方法进行分别选择A卜A2和G卜A3两组信道进行信道模型的仿真，多计算和选取。径的路径数目均取40，仿真结果的主要参数为：A卜A2信道发射功3系统设计率余量为8．024W，信噪比余量为1．564dB，莱斯

8、因子为12．818dBI3．1系统功能G卜A3信道发射功率余量为7．930w，信噪比余量为1．526dB，莱斯航空超短波通信信道仿真系统是一套针对超短波电台的地空因子为9．395dB。和空空通信而研发的信道模型计算和仿真的软件系统，可完成以下5结论功能：(1)设置并显示相应的通信目标；由测试和仿真结果，可得出以下结论：(2)调阅、录入和修改机载和地面通信设备性能参数，(1)通信距离计算和信道模型的仿真结果符合经验数据，具有良好的可靠性和准确性。(3)计算并显示目标间的最远通信距离；(2)通信距离受通信频率的影响较

9、大，选择适当的通信频率是制(4浏地一空和空一空苣模型进行计算和仿真，得出主要的特性参定通信策略的重要方面。数，并用图形显示出多径分布、多普勒频移分布和信道频率特性，(5)具有地图操作和计算功能。(3)因为受天线和设备性能的影响，空一空信道普遍劣于地一空3．2开发平台和工具信道，这和实际情况相符。(4)通信双方离地面越近，或通信距离越远，信道受散射影响越软件开发的主要平台为