教練機(jī)機(jī)載通訊系統(tǒng)構(gòu)型研究

張翠青，喻虹娜，陳曉冬，李 迪，李 維

（中航工業(yè)洪都，江西南昌330024）

0 引言

機(jī)載通訊系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)飛機(jī)與飛機(jī)之間、飛機(jī)與地面塔臺(tái)之間的通訊聯(lián)絡(luò)，從而確保飛行指揮中心能實(shí)時(shí)掌控飛機(jī)的狀態(tài)，規(guī)劃好飛行航路，及時(shí)有效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。對(duì)于雙座教練機(jī)的機(jī)載通訊系統(tǒng)，除實(shí)現(xiàn)以上聯(lián)絡(luò)外，還包括機(jī)上飛行員之間的通話(huà)。因此，機(jī)載通訊系統(tǒng)是保證飛機(jī)計(jì)劃任務(wù)順利完成甚至保障飛行安全的重要機(jī)載設(shè)備。

機(jī)載通訊系統(tǒng)主要包括機(jī)載無(wú)線(xiàn)電臺(tái)和機(jī)內(nèi)通話(huà)器，其主體是機(jī)載無(wú)線(xiàn)電臺(tái)，是飛機(jī)與地面、飛機(jī)與艦艇、飛機(jī)與飛機(jī)之間通信聯(lián)絡(luò)的主要工具。機(jī)內(nèi)通話(huà)器用于機(jī)內(nèi)飛行人員相互通話(huà)，并可通過(guò)它接通機(jī)載電臺(tái)，實(shí)施對(duì)外通信聯(lián)絡(luò)。有的還可通過(guò)設(shè)在飛機(jī)外部的插孔，在飛機(jī)起飛前與地面人員通話(huà)。目前，常規(guī)的機(jī)載通訊系統(tǒng)構(gòu)型一般由電臺(tái)收發(fā)機(jī)、電臺(tái)控制盒、機(jī)內(nèi)通話(huà)器及相應(yīng)的收發(fā)天線(xiàn)組成。但這種構(gòu)型下的機(jī)載通訊系統(tǒng)一般工作在甚高頻段的單波段，無(wú)法滿(mǎn)足一些用戶(hù)軍民兩用機(jī)場(chǎng)的使用要求。因?yàn)闉榱藢?shí)現(xiàn)通訊保密，在大多軍民合用機(jī)場(chǎng)的用戶(hù)地，其飛機(jī)上都配備了兩部獨(dú)立電臺(tái)來(lái)解決保密通訊的問(wèn)題。加裝兩部獨(dú)立電臺(tái)就意味著在目前的通訊系統(tǒng)構(gòu)型復(fù)制一套，即是兩部電臺(tái)主機(jī)、四個(gè)電臺(tái)控制盒和兩根天線(xiàn)，但這樣簡(jiǎn)單的復(fù)制帶來(lái)的問(wèn)題就是組成部件多，可靠性低，系統(tǒng)綜合化程度不高，如對(duì)于設(shè)備艙和座艙空間有限的小型飛機(jī)來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)如此多部件的安裝是非常困難的。

因此，為了滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際使用需要，必須對(duì)教練機(jī)通訊系統(tǒng)構(gòu)型進(jìn)行針對(duì)性地研究，根據(jù)用戶(hù)的不同需求和不同的承受力選擇適宜的通訊系統(tǒng)配置。

1 飛機(jī)通訊系統(tǒng)的常規(guī)構(gòu)型

機(jī)載通訊系統(tǒng)主要包括機(jī)載電臺(tái)和機(jī)內(nèi)通話(huà)器。

機(jī)載甚高頻電臺(tái)一般由電臺(tái)收發(fā)機(jī)、電臺(tái)控制盒以及相應(yīng)頻段的收發(fā)天線(xiàn)組成，典型的組成框如圖1所示。

若飛機(jī)上通訊系統(tǒng)由多部電臺(tái)組成，則組成框如圖2所示。

圖1 典型機(jī)載甚高頻電臺(tái)通訊系統(tǒng)組成框

圖2 多部電臺(tái)通訊系統(tǒng)組成框

對(duì)于串雙座教練機(jī)，機(jī)載電臺(tái)的基本構(gòu)型一般為：一部電臺(tái)收發(fā)主機(jī)、兩件電臺(tái)控制盒（前后艙各一件）和一根收發(fā)天線(xiàn)。構(gòu)型框如圖3所示。

圖3 教練機(jī)典型通訊系統(tǒng)組成框

通常所用的通訊系統(tǒng)構(gòu)型中電臺(tái)收發(fā)機(jī)與控制盒是一一對(duì)應(yīng)的，即一個(gè)控制盒控制一臺(tái)收發(fā)機(jī)，對(duì)于串座教練機(jī)，由于具有前后兩個(gè)座艙，因此前后艙內(nèi)都必須配備控制盒對(duì)收發(fā)機(jī)進(jìn)行控制，但在同一時(shí)刻收發(fā)機(jī)仍然是由一個(gè)控制盒來(lái)控制，即要么是前艙控制盒，要么是后艙控制盒。如果此時(shí)要實(shí)現(xiàn)雙電臺(tái)的配置，按照常規(guī)構(gòu)型，教練機(jī)只有配備四個(gè)控制盒和兩臺(tái)收發(fā)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于原本空間有限的小型飛機(jī)來(lái)說(shuō)，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

2 基于教練機(jī)的雙電臺(tái)通訊系統(tǒng)構(gòu)型研究

2.1 VHF/UHF備份雙電臺(tái)系統(tǒng)

VHF/UHF備份雙電臺(tái)系統(tǒng)是由兩部全頻段電臺(tái)收發(fā)機(jī)、1根VHF/UHF雙頻段天線(xiàn)、1個(gè)電臺(tái)轉(zhuǎn)換盒和前后艙兩個(gè)電臺(tái)控制盒組成(圖4）。

在此構(gòu)型下的雙電臺(tái)系統(tǒng)僅僅將電臺(tái)收發(fā)機(jī)進(jìn)行了雙余度配置，即一部工作，一部備份，解決了其中一部出現(xiàn)故障時(shí)，可啟用備份收發(fā)機(jī)來(lái)保障通訊正常進(jìn)行。兩臺(tái)收發(fā)機(jī)之間的切換通過(guò)電臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。

圖4 VHF/UHF備份雙電臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)型

此構(gòu)型下，為機(jī)載通訊系統(tǒng)配備了兩臺(tái)相同的收發(fā)信機(jī)，在收發(fā)機(jī)選擇開(kāi)關(guān)的作用下，飛行員可以任意在兩部收發(fā)機(jī)之間進(jìn)行選擇切換，提高了通訊系統(tǒng)的可靠性。

考慮到教練機(jī)串座的特點(diǎn)，避免前后艙飛行員選擇電臺(tái)時(shí)的沖突，設(shè)置了主從開(kāi)關(guān)，使電臺(tái)轉(zhuǎn)換的控制權(quán)受電臺(tái)主從開(kāi)關(guān)的控制，即當(dāng)主從開(kāi)關(guān)置于主位時(shí)，前艙電臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將失效，控制電臺(tái)轉(zhuǎn)換由后艙飛行員完成；當(dāng)主從開(kāi)關(guān)離開(kāi)主位時(shí)，后艙電臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將失效，控制電臺(tái)轉(zhuǎn)換由前艙飛行員完成。

2.2 VHF雙電臺(tái)系統(tǒng)

VHF雙電臺(tái)系統(tǒng)是由兩臺(tái)VHF電臺(tái)收發(fā)機(jī)、兩個(gè)電臺(tái)控制盒、一個(gè)電臺(tái)轉(zhuǎn)換和、一根VHF/UHF組合天線(xiàn)和一根VHF天線(xiàn)組成（圖5）。

在此構(gòu)型下的雙電臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)電臺(tái)轉(zhuǎn)換盒，實(shí)現(xiàn)了前后艙飛行員分別通過(guò)電臺(tái)控制盒控制任意一套電臺(tái)選用不同頻率分別與地面或空中進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，即實(shí)現(xiàn)了飛行員選擇A電臺(tái)，能聽(tīng)到地面臺(tái)聲音并能與地面臺(tái)通話(huà)，飛行員選擇B電臺(tái)，可以與空中飛機(jī)之間通話(huà)，同時(shí)聽(tīng)到地面臺(tái)的聲音，若此時(shí)飛行員需要與地面臺(tái)通話(huà)時(shí)，再次選擇A電臺(tái)。當(dāng)一部電臺(tái)收發(fā)機(jī)出現(xiàn)故障，另一部電臺(tái)收發(fā)機(jī)可作為單電臺(tái)通訊系統(tǒng)完成聯(lián)絡(luò)任務(wù)。

2.3 VHF+UHF雙頻段雙電臺(tái)系統(tǒng)

VHF+UHF雙頻段雙電臺(tái)系統(tǒng)由兩部VHF/UHF電臺(tái)收發(fā)機(jī)、1根VHF/UHF雙頻段天線(xiàn)、1根VHF天線(xiàn)、兩個(gè)電臺(tái)控制盒組成（圖6）。

圖5 VHF雙電臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)型圖

在此構(gòu)型下的雙電臺(tái)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)前、后艙飛行員利用電臺(tái)控制盒，通過(guò)不同電臺(tái)，用不同的頻率同時(shí)與地面或空中進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。

圖6 VHF+UHF雙頻段雙電臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)型圖

3 結(jié)論

綜上所述，三種不同的機(jī)載通訊系統(tǒng)構(gòu)型滿(mǎn)足了不同用戶(hù)的不同層次的使用需求。

很顯然，第一和第二種構(gòu)型下的通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，功能也不如第三種構(gòu)型下的通訊系統(tǒng)完善，主要針對(duì)一些對(duì)裝備使用要求不高且費(fèi)用開(kāi)支受限的用戶(hù)。第三種構(gòu)型下的機(jī)載通訊系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中運(yùn)用了數(shù)字化調(diào)制解調(diào)技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，系統(tǒng)控制邏輯設(shè)計(jì)更趨合理性，滿(mǎn)足系統(tǒng)綜合化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，面向的應(yīng)該是對(duì)設(shè)備功能使用要求比較高的高端用戶(hù)群。

[1]張威虎，楊延寧，張富春.軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).現(xiàn)代電子技術(shù),2006,13(228).

[2]沈越泓，高媛媛，魏以民.通訊原理.2004.