[科普中国]-航空遥控

航空遥控是一种对远距离飞行器通过传输信道发送指令、实施控制的技术。是在自动控制技术和通信技术基础上发展起来的，涉及到的电子理论和技术有通信理论、电磁场理论、电波传播、天线、检测理论和技术、编码理论和技术、信号处理技术以及电子计算机技术等。为克服各种干扰和噪声的影响，保证遥控信号可靠传输，常采用差错控制技术、指令加密技术、扩频技术等。1

实施航空遥控的整套设备称遥控系统。遥控系统可传送离散的控制信息(如开关的通断)，也可传送连续的控制信息(如控制发动机油门大小)。用无线信道传输信息(指令)称为无线遥控。遥控系统种类很多，但其基本工作原理(图1)和组成是相同的。典型的遥控系统是包括监测系统在内的闭环控制系统。在某些场合，遥控结果的监测借助遥测系统来完成，不需配置专用的监测系统，称开环控制系统。遥控系统一般由飞行器载接收设备和地面发射设备组成。飞行器载接收设备由接收天线、接收机、指令译码器等组成。天线一般采用全向天线。1

接收机一般采用超外差接收机。其中高频放大器将天线送来的微弱高频信号放大，以降低混频器噪声的影响，提高信噪比，提高接收机的灵敏度。混频器和中频放大器将外来信号放大，达到鉴频器正常工作所需电平。中频放大器对接收机的灵敏度、选择性和通频带起决定性作用。限幅鉴频器对调制信号进行载波解调，输出有码组调制的副载波信号。然后，经副载波带通滤波器送到副载波解调器进行副载波解调，输出的码组视频信号送到指令译码器。1

副载波解调器的主要功能是解调遥控副载波信号，提取码(元)同步信息，恢复遥控PCM码流。由于PSK信号的频谱中不包含副载波分量，不能直接从已调波中滤出相干副载波，用非线性变换的方法产生副载波分量，再用窄带环路将此频率分量提取出来。在数字遥控系统中，接收端有3种必须建立的同步，即副载波同步、比特(码)同步、帧同步。1

指令译码器包括地址同步识别、指令逻辑控制、指令输出等部分。主要功能是识别地址同步字，利用地址同步字解决解调PSK信号引起的码元恢复的模糊性；检出指令方式字，并校验指令字的正确性和合法性；译码输出指令并保证不会同时执行多个不同的遥控指令。1

地面发射部分一股包括监控台、指令译码器、副载波调制器、载波功率放大器、发射天线、地面检测接收机、检测副载波解调器、检测译码器等基本设备和辅助设备。在工程上，指令编码器、副载波调制器、检测副载波解调器和检测译码器通常合为一体，称遥控终端机。载波解调器和载波功率放大器合为一体，称为发射机(图2)。1

当需要发射指令时，指令编码器将代表各种指令的电信号进行抗干扰性和保密性编码，有频率码、二进制数字码、时频码和脉位码等多种，通常采用二边制数字编码体制(PCM)。为便于接收端分辨与识别所传输的指令内容，指令编码是按一定的格式进行的，这种格式称为指令格式。指令格式中最主要的内容是信息码，是直接代表所传送的指令内容。发射天线根据情况有全向天线、宽波束天线和定向天线。使用定向天线时就存在天线跟踪问题。1

根据遥控任务需要，遥控地面站视情可采用单站制、多站制以及空中中继遥控系统。采用多站制时严禁出现令出多头、相互干扰等情况。有时要进行多目标控制，即在同一时间对两个以上目标进行控制，中国目前可以同时控制10个以上空中目标。1

单一遥控体制已经落后，研制多功能、数字化、统一体制、综合基带的航空遥控设备是未来的发展趋势。具有测距、测速、测向、遥测、遥控功能的统一载波测控体制应由频分体制转向时分体制。未来战场电、磁、光环境异常复杂，还应进一步提高抗干扰能力，提高可靠性和安全性。在扩频技术方面，除直接序列扩频以外，还要进一步发展跳频、跳时或其组合技术。数据传输的加密技术术、数据压缩技术以及多路传输、中继传输、多目标控制、C3I交联等技术都将得到进一步发展。1