关于航空海事频率的相关分析

【摘 要】 随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的航空海事建设取得了较大程度上的进步，为我国国民经济的发展以及综合国力的提高做出重要贡献。在海事事业当中，航空海事频率发挥了十分重要的作用。本文就针对航空海事频率进行一定程度的研究与分析。

【关键词】 航空海事频率 频率控制系统 分析

1 频率控制系统

在海事卫星通信系统之中，自动频率控制回路的作用主要体现在频率补偿之上。一般情况下，如果岸站或者船站所发射出的频率具有一定的固定性，那么所发射的频率在传输的过程之中往往会出现频率偏移的状况，这样一来就给频率的有效接收带来一定的困难。究其原因，频率之所以会发生相应的偏差，主要是由两方面的因素造成的，分别是卫星中继站频率的不稳定性以及船舶的运动等。一般情况下，岸台信号的发射频率为6GHz，而当卫星中继站接收到这一信号之后，会对其进行一定程度上的转换，当信号转换为1.5GHz之后，再将信号向船站进行发射。而对于卫星转发的频率而言，其频率误差相对较高，能够达到±50KHz，在信号传输的过程之中，其多普勒频移大约是在300Hz～400Hz的范围之内。与此相似的还有船台发射时的情况。

为了对频率在传输中所出现的偏差进行一定的补偿，在对信号发射的同时还需要另外发射一个L波段的导频，然后再由发射端对这一频导进行一定程度上的接收，并在此基础之上对其频移进行测量，所测量的频移可以为信号发射频率的修正提供依据。对于系统的比较电路输出而言，它与一般的控制系统存在着一定程度上的差异，其工作点不为0而是21.4MHz，这主要是因为后面的接收机不能够对频率为0的信号进行有效的接收，为了对系统在这一点的平衡性进行一定程度上的保证，在进行计算的过程之中需要另外增加一个偏置信号，偏置信号的频率为21.4MHz。

除此之外，还需要对频率的分辨率进行一定程度上的考虑，为了对频率计数器的计数精度进行保证，应该有效控制取样时间，一般情况下将取样时间控制0.1s～1s的范围之内较为适宜。需要注意的是，信号频率为21.4MHz，因此需要合理选择计数器的长度，要求达到23～24位。同时为了对计数器元件进行一定程度的减少，可以对12计数器进行使用，由它来对频率的低位数进行记录，将采样时间确定为0.1s，这样一来，就可以对错误频率引入的状况进行有效的避免。

2 航空海事频率控制方框图

在对航空海事频率进行分析之前，需要将频率控制回路有效的导出，下面就对各个元件的传递函数进行简要的阐述。

2.1 计数器

在给定的一段采样时间之内，计数器开始进行计数，并由此计算得出在这段给定之间之内的平均频率。一般情况下，如果频率变化相对较慢，或者说在采样的周期之内频率的变化相对较小，那么在这种情况之下就可以将计数器视作为一个积分怡情零电路，这一电路的脉冲响应公式如下：

然后对上述式子进行相应的拉氏变化，就能够得出计数器的传递函数，公式如下：

描述：在这一式子当中，S主要指的是鲁普拉斯算子，则指的是计数器的采样时间。

2.2 计算机

在整个系统当中，计算机具有十分重要的地位与作用，它负责整个系统的控制。然而，就其信号处理的功能来看，只能对其作出如下的运算：

描述：在上述式子当中u（K）指的是第K次采样时的控制输出；由此可以推出u（K-1）指的是前一次采样时的控制输出；而对于C（K）而言，它主要指的是在第K次采样时计数器显示的计数值。然后再将上面的式子做Z变化并进行一定程度的运算，就可以得到计算机控制作用Z变化的传递函数，如下所示：

除此之外，计算器的输出还存在一个零阶保持作用，其传递函数主要如下所示：

2.3 D/A变换器与压控振荡器

对于变换器与压控振荡器而言，这两个元件都存在着速度较快的响应速度，因此可以将其各自视作为比例环节。其中，D/A变换器的比例系数为G2，而压控振荡器的比例系数则为G3。对于G3而言，可以对压控振荡器的f-V曲线进行一定程度上的结合，并由此来求出G3。对于这一回路而言，其工作频率的工作范围相对宽泛，因此只需要选择f-V曲线斜率的平均值，将其作为G3的数值。

2.4 低通滤波器

在整个系统之中，低通滤波器的主要作用是对噪声进行一定程度上的抑制。在本文中所选用的研究对象为单极点低通滤波器，其传递函数如下所示：

在上面的式子中，T主要指的是滤波器的时间常数。

2.5 混频器

在整个频率控制系统当中，混频器主要起到比较器的作用，公式如下：

如果对上面的环节所组成的系统方框图进行一定程度上的变化，可以得到如下更为简明的方框图，如图1：

根据上图，可以得出其传递函数为：

3 结语

本文主要针对航空海事频率进行一定程度的研究与分析。首先对航空海事频率控制系统进行了一定程度上的阐述，然后在这一基础之上从计数器、计算机、D/A变换器与压控振荡器、低通滤波器以及混频器五个方面分析了航空海事频率控制方框图，并给出了相应的传递函数。希望我们的研究能够给读者提供参考并带来帮助。

参考文献：

[1]王，万千.国际移动卫星通信系统中频率补偿技术[J].无线电通信技术，2011（01）.

[2]国际海事卫星组织为中国震区增2倍卫星信道资源[J].卫星与网络，2008（06）.

[3]周隽.海事卫星北京测控站通信系统[J].微波与卫星通信，1995（01）.