02_第二章 甚高频通信系统
浅谈民航中甚高频通信系统及应用
浅谈民航中甚高频通信系统及应用发布时间：2022-06-21T06:20:59.953Z 来源：《中国科技信息》2022年2月第4期作者：杨斌[导读] 随着社会经济的发展，出行交通方式已由地面为主转变为陆空综合立体交通杨斌民航山西空管分局，山西太原030000摘要：随着社会经济的发展，出行交通方式已由地面为主转变为陆空综合立体交通，其中以民航为代表的空中交通发展迅速，而可靠的通信系统为民航飞行安全提供了必要保障。
本文主要对甚高频通信系统中地面系统的组成及架构等方面做简要介绍，阐述甚高频通信系统在民航中的应用。
关键词：VHF；甚高频通信；民航；甚高频应用；甚高频组成；0 前言甚高频通信系统是移动无线电通信中的一个重要系统，用于民用航空及海事近距离通信。
其通信方式以话音、图像、数据为媒体，通过光或电信号将信息传输到另一方。
1 甚高频通信系统1.1 系统简介甚高频通信系统VHF(Very high frequency)是一种利用无线电波在飞机与地面，飞机与飞机间进行双向语音和数据的通信联络装置。
甚高频通信系统分为地面设备和机载设备，管制员或飞行员通过系统选择指定频率后，即可进行发射和接收。
甚高频所使用的的频率范围是118~151.975MHZ，频率间隔为25KHZ，这是国际民航组织的规定的频率范围和频道间隔。
1.2 系统分类按设备分为：VHF便携收发信机，VHF单体收发信机，VHF共用天线系统。
按发射功率分为：塔台设备发射功率不应超过10W，进近设备发射功率在25W，航路对空发射功率在50W。
按设备作用分为：本地台，遥控台。
本地台主要用于本场VHF通信，遥控台主要用于航路地空通信，通过遥控台来解决航路或区域的甚高频覆盖。
VHF便携电台主要用于塔台指挥、校飞、应急等。
VHF单体收发信机用于通信波道少，有足够天线场地的机场使用。
VHF共用天线系统用于对波道数量、天线场地及电磁环境有要求的机场使用，目前普遍采用此系统。
02_第二章 甚高频通信系统
通信系统
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27
2.2 调制解调原理
❖ 调制方法有哪些？ ▪ 模拟调试
• AM • FM
▪ 数字调制
• ASK • FSK • PSK • QAM • TCM
通信系统
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2.2 调制解调原理
❖ 载波调制通信系统设计须考虑的因素 ▪ 载频选择 ▪ 调制方式选择
❖ 飞机甚高频通信系统一般采用标准调幅 ▪ 稳定、简单
不同飞行高度的地平线距离
通信系统
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12
2.1 超短波传播特性
VHF台站对不同飞行高度的覆盖情况
通信系统
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13
2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收 ▪ 平坦地表对电磁波的反射
T
h1
r+r
R h2
C d
平坦地表对VHF的反射模式
✓直达波的场强为：E0
刃形障碍物在电磁波传播路径上的情况
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2.1 超短波传播特性
✓ 当地表障碍物超过收发间连线 障碍物绕射
光滑障碍物绕射
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刃形边缘绕射
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2.1 超短波传播特性
✓ 当地表障碍物超过收发间连线 障碍物的阻挡损耗
(dB)
4
2
0
-2
-4
阻 -6
挡 损 耗
-8 -10 -12
▪ 在排故和整个过程任一阶段观察波形相当简单 ▪ 载波总存在，即使不发送信息时仍然存在；这意
味着接收机可以很容易的进行频率校准和锁定
▪ 在幅度域，不会由发送机和接收机相对运动产生 的多普勒频移带来信号失真或者偏移
高频通信系统
简介
飞机通信系统仪表盘
高频通信系统（HFCOM）是供飞机与地面或飞机与其他飞机之间远距离报话通信之用。HF通信系统工作于短 波波段，工作频率2-30MHz。由于短波信号的不稳定，电台数量的众多及电台之间的相互干扰，严重影响了HF通 信系统的通信质量。为了提高信噪比，节约频谱，HF通信系统普遍采用了单边带(SSB)与普通调幅兼容的通信方 式。在卫星通信还没有完全普及的情况下，HF通信仍然是远距通信的主要手段，即便采用卫星通信，HF仍然是高 纬度地区的主要通信手段。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。
机内成员电子产品设备电磁干扰问题
随着科技的迅速发展，高配置电脑、摄像机、智能手机逐渐走入人们的生活，这些高科技的电子产品甚至取 代了人们的朋友、伙伴、或者打发无聊时间的消遣，逐渐成为人们生活的必需品。
感谢观看
构成
高频控制盒 高频收发机
天线耦合器 高频天线
用于选择频率和工作方式。频率选择旋钮的选择范围为2～29．999MHz，频道间隔为1kHz。控制盒上有四个 频率选择钮，一个频率选择窗口，一个射频灵敏度调节钮和一个方式选择电门。射频灵敏度调节钮控制收发机内 接收部分的射频增益，方式选择电门可关断系统，选择单边带或调幅方式。
工作原理
飞机一般装有两套HF系统，每套HF系统包括收发组、控制盒、天线和耦合器，每套系统都连接到音频选择面 板和耳机。当高频通信系统供电后（一般为115V，400Hz），在控制盒上选择了方式和频率，则高频系统立即工 作。发射和接收可工作在相同的频率上，系统能够发射或接收而没有联锁。在发射或接收时，必须在音频选择板 上选择高频位，这样高频系统就可经音频选择板与飞机机组内话系统相连，供驾驶员通话联络。接收机对选择呼 叫信号放大后直接加至选呼系统。当按下发话按钮时就使收发机内接收机电路断开而把发射机电路连至天线。在 发话时，由检波产生的自听信号加至耳机以监听发射机的工作。每个发话信号都被记录在话音记录器内。当改变 频率或按下电键时，系统开始调谐，调谐时能听到1kHz音调，时间最长为12S。
23-12-00_甚高频通信系统
23-12-00_甚⾼频通信系统有效性 23—12—00甚⾼频通信系统－介绍概述甚⾼频（VHF ）通信系统提供视距范围内的通信。
它为飞机与飞机之间及飞机与地⾯站之间提供通信。
缩略语和简写词ACARS －飞机通信寻址与报告系统 ACP －⾳频控制板 AM －调幅ARINC －航空⽆线电公司 BITE －机内⾃测试设备 comm. －通信EEC －电⼦设备舱FDAU －飞⾏数据采集组件 FDR －飞⾏数据记录器 freq －频率I/C －内话通信 LCD －液晶显⽰器 LED －发光⼆极管LRU －航线可更换组件 mic －话筒 MSEC －毫秒PSEU －近地开关电⼦组件 PTT －按压通话RCP －⽆线电通信⾯板 REU －遥控电⼦组件 RF －射频R/T－接收／发射 SELCAL －选择呼叫 sql －静噪 SSB －单边带SSPDR －固态飞⾏数据记录器 VHF －甚⾼频VSWR －电压驻波⽐ xmit －发射23—12—00—001 R e v 3 07/26/2000有效性23—12—0023—12—00—001 R e v 3 09/29/2000甚⾼频通信系统－介绍有效性 23—12—00VHF 通信系统－概述此页空⽩23—12—00—002.001 R e v 8 12/05/1998有效性 23—12—00VHF 通信系统－概述概述VHF 通信系统为机组提供声⾳与数据的视距通信。
VHF 通信系统可⽤于飞机与飞机之间，飞机与地⾯站之间的通信。
VHF 通信⽆线电调谐频度范围为118.00⾄136.975MHz 。
VHF ⽆线电⽤于发射机接收话⾳通信。
VHF 通信系统⼯作频率为118.00MHz ⾄136.975MHz ，8.33KHz 的间隔只在这些频段内适⽤：－ 118.000－121.400 － 121.600－123.050 － 123.150－136.475系统部件VHF 通信系统有这些部件：－⽆线电通信⾯板（RCP ）－ VHF 收发机－ VHF 天线RCP 提供所选频率信号调谐VHF 收发机。
无线电导航设备讲解
3、指点信标系统
过内、中、外台时，相应的灯（白色、琥珀色、蓝 色）燃亮，同时出现对应的音频信号（3000HZ、 1300HZ 、400HZ），以便于飞行员判断着陆飞机离跑道 头预定点（内、中、外指点标台上空）的距离。
为了满足进场和航路两种情况下使用的要求，飞机 上设置有高-低灵敏度控制开关，以控制接收机灵敏度， 便于判断过台时机。一般情况下，指点标灵敏度控制开 关置于低位（L）
有的航向信标台天线发射双向辐射场，既提供跑道 方向的辐射场，又提供跑道反方向的辐射场。若ILS指 示器上无反航道电门，用基本的航道偏离指示器（CDI） 指示，当飞机沿正航道进近时，CDI指示偏右，表示航 向道在飞机右侧；当飞机沿ILS反航道进近时，CDI指 示偏右，表示航向道在飞机的左侧。
2、下滑信标的工作原理
小结
仪表着陆系统的地面设备包括提供横向指引的航向 信标台（LOC）、提供垂直指引的下滑信标台（GS）和 提供距离指引的指点信标台（MB）。HSI和ADI上将显 示偏离情况。
航向信标台工作频率范围为108-112MHZ，且小数 点第一位为奇数。
航向信标台天线产生的辐射场在通过跑道中心延长 线的垂直平面内，形成航向面或称航向道。有的航向信 标台天线发射双向辐射场，既提供跑道方向的辐射场， 又提供跑道反方向的辐射场。
所需的天线比长波要小，发射设备也较 为简单
3.短波
短波传播的主要特点是：地波衰减快，天 波不稳定。但其能以较小功率获得较远的传 播距离 。 主要以天波传播。
4.超短波
它主要以空间波进行传播，其有效传播 距离一般限于视线范围。
传播受天电干扰小，其信号较稳定；频 带很宽，可以容纳大量的电台；容易获 得高增益的方向性天线 。
VOR的机载设备包括天线、控制盒、接收机和指示 器。通过机上的预选航道选择器可选择一条要飞的方位 线，即预选航道。
飞机通信系统
z 系统介绍
选呼系统
z 选呼系统概述
z 系统设备
选择呼叫系统
一.功用 选呼系统接收来自VHF或HF接收部分的
选呼编码,当接收到本飞机的编码时,选呼系 统就用视觉和听觉信号向机组发出提醒. 二.组成部件 1.选呼译码器 2.选呼控制板 3.音响警告组件
系统介绍
选呼系统概述
驾驶舱设备位置
电子设备舱设备位置图
飞行数据获得组件
马赫空速警告测试模块
加速度计
驾驶盘位置传感器
控制杆位置传感器
方向舵脚蹬位置传感器
方向舵位置传感器
副翼位置传感器
升降舵位置传感器
方向舵脚蹬力传感器
系统测试
z 概述 z 组件 z 设定
时钟
时钟简介
一.功用 可按需显示格林威治时间,日期,经过的
时间及计时. 二.组成 1.时钟正副驾驶各一个,位于P1和P3板 2.遥控电门:在P7板左右各有一个记时器遥控
AMPLIFIER
WAILER AND HORN CIRCUITS
BELL
CLACKER 1 CLACKER 2 AURAL WARNING DEVICE UNIT
音响警告系统总图
设备位置图
音频警告模块图解
第二章 高频／甚高频系统
ＨＦ ＶＨＦ ＳＥＬＣＡＬ ＡＣＡＲＳ
高频通信系统
DIGITAL AUDIO CONTROL SYSTEM
AURAL WARNING
VOICE RECORDER
SYSTEM
GROUND CREW CALL
ATT CALL SYSTEM
SER INT JACKS
NAV
A/P T/O LG FW OS
甚高频通信系统
空间波
主要用途
海岸潜艇通信；远距离通信；超远距离导航
越洋通信；中距离通信；地下岩层通信；远距离导航
船用通信；业务无线电通信；移动通信；中距离导航
远距离短波通信；国际定点通信
电离层散射（30-60MHZ）；流星余迹通信（30-144MHZ）；对空间飞行体通信；移动通信
名称
超高频
特高频
极高频
符号
检波器目的是在放大后的中频信号中分离出声音信号，检波也叫解调是调制的反过程。
音频预放和音频放大，经检波后的音频信号经过音频预放后取出数据信号，送至监控单元。然后将话音信号经过音频放大器和音频输出电路将收到的信号提供给管制员使用。
图3甚高频调幅收信机基本方框图
图4 收信机信号波形
2、VHF通信信道（波道）
混频器是将放大后的音频信号加在高频载波信号上面，形成的高频电磁波调制信号，其包络与输入调制信号呈线性关系，目的就是为了增强信息信号的抗噪声能力。调制原理：振荡器的主要作用是产生调制器所需的稳定的甚高频载波信号，一般都采用高性能、低噪声和高集成度的产品，如频率合成器。
前置放大器和功率放大器的作用是把调制后的高频信号放大，经天线发射到空中。民航常用的设备，使用发射功率一般为10～50W，所以都采用多级放大器。同时由于放大器在放大信号的同时，内部本身也会产生噪声，所以信号在输出端较之输入端的信噪比S/N值要小。
VHF遥控台主要用于航路地空通信，通过设置遥控台来解决航路或区域的全程通信覆盖，解决本场的VHF作用距离以外不能覆盖的通信。
二、甚高频调幅AM收发信机工作原理
1、发射机
调幅发射机一般由音频放大器、振荡器、混频（调制器）、前置放大器、高频功率放大器等组成。
音频放大器的功能是将音频电信号进行放大，但是要求其失真及噪音要小。
甚高频通讯系统讲义
2020/10/16
甚高频通讯系统
2020/10/16
甚高频通讯系统
一般描述
RCP通过ARINC429总线把频率信息传送到1号VHF收发机的端口B，3号RCP 可通过1号或2号RCP把频率数据传送给1号VHF收发机。关于调谐接口的内 容请参考”甚高频通讯系统调谐”。 2020/10/V1H6F收发机提供本机状态信息给各个2R4CP。
甚高频通讯系统
1号甚高频收发机接口
VHF天线
VHF天线从收发机接收RF信号，然后把它发射到其他飞机或地面 站，同时天线也接收外来的RF信号，并把它传送给收发机以解调 出音频信号。
外部接口
1号VHF收发机和许多系统有交联，其中包括接收PSEU空地信号、 用于区别航段、记录不同航段的故障历史。
接收REU来的音频信号和PTT信号用于发射,其中PTT信号用于进入 发射方式，通过REU把自听信号和接收到的音频信号传送给飞行内 话系统。
外部接口
甚高频通讯系统和以下部件/系统存在交联： 遥控电子组件(REU) 临近电门电子组件(PSEU) 选呼解码器 飞行数据采集组件(FDAU)
系统工作流程
无线电控制板将所选的频率信息传送给收发机，音 频控制板将系统被选择和音量大小的信息传送到 REU。
2020/10/16
甚高频通讯系统
在发射时，REU把麦克风音频和PTT信号传送给甚高 频收发机，收发机把收到的音频信号调制在一个本 地载波上，然后通过天线把调制好的信号发射出去
2023年大学飞机机载设备期末考试题整理(重点题最新汇总)
2023年大学飞机机载设备期末考试题整理（重点题最新汇总）第一章1.简述甚高频通信系统的用途、特点、工作频率范围。
答：甚高频通信系统主要用于飞机在起飞、着陆期间以及飞机通过管制空域时与地面交通管制人员之间的双向语音通信。
甚高频通信系统的工作频段通常为118. 00~ 135.975MHz,波道间隔为25kHz,可提供720个通信波道。
由于甚高频信号只能以直达波的形式在视距内传播，所以甚高频通信的距离较近，并受飞行高度的影响。
2.说明高频通信系统的功用、特点和工作频率范围。
答：高频通信系统提供远距离的声音通信，通信距离可达数千千米，它为飞机与飞机之间或地面站与飞机之间提供通信。
HF系统占用2-30MHz的高频频段，波道间隔为1kHz。
这个系统利用地球表面和电离层使通信信号来回反射而传播，因此信号可以传播很远的距离，并且反射的距离随时间、射频和飞机的高度的不同而有所改变。
3.说明PA放大器的优先权逻辑顺序答：处理优先权是由PA放大器内部的优先权逻辑电路来进行控制的。
第一优先权为驾驶舱广播;第二优先权为乘务员广播:第三优先权为自动信息广播;第四化先权为登机音乐。
4.驾驶舱话音记录器有何功用？答：驾驶舱话音记录器用于自动记录驾驶舱内的话音，包括机组人员通过无线电系统与地面的通信话音、机内通话和驾驶舱内的谈话,以备发生事故后或需要时调用参考。
5.说明ACARS系统的功用、组成和工作方式：答：功用:ACARS用于自动或人工向地面发射或从地面接收所产生的报告或信息，它专用于维护、运行和商业等。
ACARS通信系统组成：（1）机载ACARS设备（2）ACARS VHF无线电网络（3）ACARS 控制中心（4）各航空公司信息中心ACARS 的工作方式：（1）DEMAND （请求）方式（2）POLLED （等待）方式6.说明选择呼叫系统的功用和基本工作原理。
答：功用：选择呼叫(SELCAL)系统用于供地面塔台通过高频或甚高频通信系统对指定飞机或一组飞机进行呼叫联系。
飞机通信系统
飞机通信系统简介飞机通信系统是飞机电子系统的一个组成部分，它主要用于在飞行各阶段中飞行员和地面的航行管制人员、签派以及地面其它相关人员的语音联系，同时也提供了飞机员之间和乘务员之间的联络服务。
飞机通信系统主要分为：甚高频通信系统、高频通信系统、选择呼叫系统和音频综合系统。
为了让大家对飞机电子系统有所了解，下面就对通信系统各个组成作个简单介绍。
（一）甚高频通信系统（VHF ：Very High Frequency ）由于VHF使用甚高频无线电波。
所以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靠，所以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、控制盒和天线三部分组成。
收发机用频率合成器提供稳定的基准频率，信号调制到载波后，通过天线发射出去。
接收机从天线上收到信号后，经过放大、检波、静噪处理变成音频信号，输入驾驶员的耳机。
天线为刀形，一般都安装在机腹和机背上。
如图所示：甚高频所使用的频率范围为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，其中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使用同一频率，一方发送完毕后，要停止发射来等待对方信号的进入。
（二）高频通信系统（HF：High Frequency ）高频通信系统是远距离通信系统。
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。
高频信号基础知识介绍
通信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 ：Very High Frequency ）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靠，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：High Frequency ）是远距离通信系统。
飞机通信系统简介
飞机通信系统简介飞机通信系统是飞机电子系统的一个组成部分，它主要用于在飞行各阶段中飞行员和地面的航行管制人员、签派以及地面其它相关人员的语音联系，同时也提供了飞机员之间和乘务员之间的联络服务。
飞机通信系统主要分为：甚高频通信系统、高频通信系统、选择呼叫系统和音频综合系统。
为了让大家对飞机电子系统有所了解，下面就对通信系统各个组成作个简单介绍。
（一）甚高频通信系统（VHF ：Very High Frequency ）由于VHF使用甚高频无线电波。
所以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靠，所以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、控制盒和天线三部分组成。
收发机用频率合成器提供稳定的基准频率，信号调制到载波后，通过天线发射出去。
接收机从天线上收到信号后，经过放大、检波、静噪处理变成音频信号，输入驾驶员的耳机。
天线为刀形，一般都安装在机腹和机背上。
如图所示：甚高频所使用的频率范围为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，其中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使用同一频率，一方发送完毕后，要停止发射来等待对方信号的进入。
（二）高频通信系统（HF：High Frequency ）高频通信系统是远距离通信系统。
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。
飞机的其他系统
第六节 飞机的其他系统
2
通信系统 第六节 飞机的其他系统 一、飞机通信系统
高频通信系统（HF） 甚高频通信系统（VHF） 飞机寻址通信与报告系统
（ACARS） 选择呼叫系统 内话系统 飞行数据记录系统
驾驶舱语音记录器（CVR） 飞行数据记录器（FDR）
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通信系统 第六节 飞机的其他系统 1、高频通信系统（HF）
飞行管理系统是以飞行管理计算机系统 （FMCS）为核心的高级区域导航、制导系 统和性能管理系统。
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飞行管理系统 第六节 飞机的其他系统 1、飞行管理计算机系统（FMCS）
CDU
飞行管 理计算
机
控制 显示 组件
FMC
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飞行管理系统 第六节 飞机的其他系统 2、自动飞行系统
自动飞行系统可以在飞机起飞、爬升、巡 航、下降和进近着陆的整个飞行阶段中使用。
主要用于飞机在起飞、降落时或通过控制空域 时机组人员和地面人员的双向语音通信。
飞机上一般都装有2~3套系统。
6
通信系统 第六节 飞机的其他系统 2、甚高频通信系统（VHF）
7
通信系统 第六节 飞机的其他系统
3、飞机寻址通信与报告系统（ACARS）
ACARS把数据通过空地双向的数据链进 行交换，飞机用甚高频向地面发射，地面 站把这些数据再发往航空公司、管制塔台 等。
（1）过大下降率警告； （2）过大接近率警告； （3）起飞或复飞掉高度过
大警告； （4）不安全离地高度警告； （5）低于下滑道过大警告； （6）低于决断高度警告； （7）风切变警告。
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VHF甚高频通信系统PPT课件
广汉、三台VHF电台设置图
6
遥控台的设置(3000m覆盖) 传输路由:
一天一地
遥控台选址的考虑:
是否进行双重覆盖或部分区域双重覆盖
目的:
扩大管制范围，减少管制移交，提高飞行流量
7
甚高频遥控通信系统的实现
假设，广州凤凰山132.4 MHz 7 000 m高空覆盖区为A区，汕头遥 控台 132.4 MHz 7 000 m 高空覆盖 区为B区，C区为重叠区。
隔为25 kHz） 通信距离:一般飞行高度在 3 000 m 以上，其地空通信距离
约 100 km 左右，飞机飞行高度越高，通信距离越远，最远可以达 到400 km（250 n mile）左右
输出功率:10～50 W 地面电台架设方式:一地架设和两地架设
3
3.3.1 R / S 200系列VHF主控台介绍
系统2 话音8.33 kHz双边带调幅；数据 25 kHz载波侦听多址访问。
系统3 话音5 kHz等效调幅；数据25 kHz 载波侦听多址访问。
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系统4 话音5 kHz数字话音；数据25 kHz载 波侦听多址访问。
系统5 话音5 kHz数字话音；数据5 kHz载 波侦听多址访问。
系统6 话音/数据共用射频信道，25 kHz时 分多址TDMA。
受的成本和复杂性。
21
⑥ 应在考虑频谱效率的同时也考虑满足支 持覆盖区域的要求，而且应不增加管制员 的工作负担，亦不降低通信可靠性。
⑦ 应提供比现行系统更强的防射频干扰能 力。
⑧ 应具有自动通信功能以减轻用户的工作 负荷。
⑨ 应便于从现行系统分阶段过渡到新系统。 ⑩ 可以和现行系统共存。
系统7 话音/数据共用射频信道，25 kHz分 布式预约多址访问。
甚高频通信系统
甚高频地空通信系统一、无线通信基础1、甚高频地空通信基础通信以话音、图像、数据为媒体，通过光或电信号将信息传输到另一方。
甚高频通信系统供飞机与地面台站、飞机与飞机之间进行双向话音和数据通信联络。
甚高频系统采用调幅工作方式，其工作的频率范围由118.000～151.975MHZ（实际使用最大频率为136MHZ），频率间隔为25KHZ，这是国际民航组织规定的频率范围和频道间隔。
甚高频传输方式的特点是：由于频率很高，其表面波衰减很快，传播距离很近，通信距离限制在视线距离内，所以它以空间波传播方式为主，电波受对流层的影响大；受地形，地物的影响也很大。
2、通信的分类：（1）、模拟通信与数字通信信道中传输的是模拟信号时称为模拟通信。
信道中传输的是数字信号时称为数字通信。
（2）、有线通信与无线通信使用光缆、铜缆等进行连接的通信为有线通信。
使用电磁波、光波等连接的通信为无线通信。
3、甚高频收发信机分类：（1）、按设备分为：VHF便携收发信机， VHF 单体收发信机，VHF共用天线系统。
（2）、按发射功率分为：塔台设备的发射功率不应超过10W，进近设备发射功率在25W，航路对空设备发射功率应在50W。
VHF 便携电台主要用于塔台指挥、校飞、电磁环境测量、应急等。
VHF 单体收发信机适用于通信波道少，有足够天线场地的机场使用。
随着民航业务的发展，对VHF 的波道数量需求越来越多，对天线场地和电磁环境的要求越来越高，逐步由VHF 单体电台过渡到VHF 共用天线系统。
VHF 遥控台主要用于航路地空通信，通过设臵遥控台来解决航路或区域的全程通信覆盖，解决本场的VHF作用距离以外不能覆盖的通信。
二、甚高频调幅AM收发信机工作原理1、发射机调幅发射机一般由音频放大器、振荡器、混频（调制器）、前臵放大器、高频功率放大器等组成。
音频放大器的功能是将音频电信号进行放大，但是要求其失真及噪音要小。
混频器是将放大后的音频信号加在高频载波信号上面，形成的高频电磁波调制信号，其包络与输入调制信号呈线性关系，目的就是为了增强信息信号的抗噪声能力。
甚高频
VOR发射机发送的信号有两个：
一个是相圆周角度是连续变化的，也就是说各个角度发射的信号的相位都是不同 的。向360度(指向磁北极)发射的与基准信号是同相的（相位差为0），而向180度(指向磁南极)发射的信号与基 准信号相位差180度。飞行器上的VOR接收机根据所收到的两个信号的相位差就可以计算出自身处于信标台向哪一 个角度发射的信号上。VOR通常与测距仪(DME)同址安装，在提供给飞行器方向信息的同时，还能提供飞行器到导 航台的距离信息，这样飞行器的位置就可以唯一的被确定下来。
基本概念
甚高频通信系统应用于航空事业中，是保证其在飞行的过程中飞机与地面之间以及飞机与飞机之间能够保持 相互的通信工具。甚高频通信系统其工作的所在频段之高，因此，被称为甚高频通信系统，与甚高频通信系统相 比较而言，比甚高频低的叫做高频，比甚高频高的叫做特高频。由于甚高频通信系统的工作频段之高，所以在其 工作的过程中也常常会受到外界不同程度的电磁干扰。甚高频通信系统其主要的工作形式是以图像、数据、语音 为主，在工作的过程中通过无线电信号或者通过光将信息、指令等传送给接收方。应用于航空事业的通信络中， 使飞机在飞行的过程中方便飞机与地面以及飞机与飞机之间建立相互。
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通信系统
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6
2.1 超短波传播特性
例 A.假设视距传输，求一个飞机VHF发射机与一个300 km远的接收站之间的最大自由空间路径损耗。 B.假设发射机的发射功率不变，欲使接收机接收到 四倍的功率，飞机与接收站的距离需要变为多远？ 解：A.
B.
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在自由空间条件 下，欲使传播距 离翻倍，应使发 射功率增至四倍
R h1
d1 2Rh1 d1(km) 3.6 h1(m)
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2.1 超短波传播特性 ❖ 无线电地平线的计算(续)
▪ 在B处增加一机载或高塔天线， 高度为h2
▪ 两点间的视距距离为
d (km) 3.6 h1(m) h2 (m)
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2.1 超短波传播特性 ❖ 无线电地平线的计算(续)
6 26
626
✓ 波程差等于整数倍波长的时，衰减达到极大值
✓ 地表反射系数 值越大，曲线起伏程度就越大
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2.1 超短波传播特性
✓ 接收点处的功率/场强随天线高度变化而变化 ✓ 接收点处的功率/场强随站机间距离变化而变化
存在地表反射时，接收功率随距离和天线高度变化的情况
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不同飞行高度的地平线距离
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12
2.1 超短波传播特性
VHF台站对不同飞行高度的覆盖情况
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2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收 ▪ 平坦地表对电磁波的反射
T
h1
r+r
R h2
C d
平坦地表对VHF的反射模式
✓直达波的场强为：E0
✓两边取对数、化简
Lfspl (dB)
10 log10
PTx
10 log10
PRx
20
log10
4 df
c
Lfspl (dB) 20 log10 4 20 log10 dkm 20 log10 fMHz 120
20 log10 (3108 )
Lfspl (dB) 32.44 20log10 dkm 20log10 fMHz
为了避免因反射波和直射波抵消而导致的收信点的场 强明显起伏，在进行VHF站址选择和链路设计时，应充 分利用地形地物阻挡反射波。
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2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收 ▪ 地表障碍物对VHF视距传播的影响
R
T
F0
Hc
d1
d2
d
✓惠更斯菲涅尔定理 ✓最小菲涅尔半径F0 ✓传播余隙Hc ✓Hc>F0时无影响！
❖ 超短波通信 ▪ 利用波长为10m-1m（30MHz-300MHz）的电磁波 进行无线电通信，多用于电视、雷达、民航和 移动电台等通信； ▪ 也称为甚高频（VHF）无线电通信是全世界主 要的航空移动通信方式，能提供快捷、便宜而 可靠的空地视线范围的通信。
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3
2.1 超短波传播特性
7
2.1 超短波传播特性
❖ 电场强度与发射功率的关系 ▪ 电路
▪ 类似的，场
自由空间阻抗
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2.1 超短波传播特性 ❖ 电场强度与发射功率的关系（续）
电场强度与接收功率的关系
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2.1 超短波传播特性
❖ 无线电地平线的计算 ▪ A点处有一飞机，海拔高度为h1 ▪ 飞机与无线电地平线距离为d1
✓反射波的场强为：
j 2r
E1 E0 e
✓收信点合成场强：
j 2r
E E0 1 e
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2.1 超短波传播特性
✓ 地表反射造成合成波相比于直达波的衰减：衰减因子
E 1 2 2 cos2r / 1/2 E0
=1
2
=0.5
1
0
r
5 7 3 11 2
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2.1 超短波传播特性
✓ 存在地表反射时，接收功率随仰角变化情况。体现为 “天线方向图开裂”。这种情况对空地VHF通信影响很 大，但不可避免。
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2.1 超短波传播特性
✓ 注意：
并非天线越高通信效果越好，如果天线的高度调整适 当，可以避免收信点接收信号趋近零的现象。
第二章 甚高频通信系统
王璐
luwang@
中国民航大学电子信息工程学院
2020/5/20
第二章 甚高频通信系统
2.1 超短波传播特性 2.2 调制解调原理 2.3 甚高频通信系统概述 2.4 甚高频通信工作原理 2.5 频率合成器
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2
2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波直达路径
▪ 天线发射功率 PTx
✓ GSM手机：3.2mW-2W ✓ 气象雷达：几百-几千W ✓ 一次雷达：几千W ✓ 二次雷达：几千W
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球表面积 S 4 d 2
空间某处的功率，与到天线 间距离的平方成反比
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4
2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波直达路径
▪ 功率通量密度（PFD, power flux density）： 球表面上单位面积的辐射功率值
-14
-16
-18
-20
-22
-24
-26
-2.0
-1.0
0 0.5
1.5
2.5
1.0
2.0
Hc/F
阻挡损耗与相对余隙的关系曲线
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2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收 ▪ 对流层大气对VHF视距传播的影响
✓氧气分子和水蒸气分子对电磁波的吸收； ✓雨、雾和雪等气象微粒对电磁波的吸收和散射； ✓对流层结构的不均匀性对电磁波的折射； ✓当VHF通信系统的工作频段在1GHz以下，前两个方面 的影响不显著，只需考虑对流层折射的影响。
(W / m2 ) PTx / 4 d 2
▪ 接收天线有效孔径Ae（单位：m2）：
Ae
2 4
▪ 接收天线所接收的功率：
PRx
Ae
PTx
4 d
2
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2.1 超短波传播特性
❖ 电磁波直达路径 ▪ 自由空间的路径损耗
L fspl
PTx PRx
4 d
2
4 df
c
2
刃形障碍物在电磁波传播路径上的情况
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2.1 超短波传播特性
✓ 当地表障碍物超过收发间连线 障碍物绕射
光滑障碍物绕射
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刃形边缘绕射
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2.1 超短波传播特性
✓ 当地表障碍物超过收发间连线 障碍物的阻挡损耗
(dB)
4
2
0
-2
-4
阻 -6
挡 损 耗
-8 -10 -12