航空電子機(jī)載通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

董云龍

摘? 要：縱觀我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，隨著航空電子機(jī)載通信技術(shù)的快速發(fā)展，航空裝備的性能也得到了大幅的提高，可以認(rèn)為，機(jī)載通信網(wǎng)絡(luò)的組建是航空電子綜合化的基礎(chǔ)。航空裝備不管是作為交通工具還是作為軍事戰(zhàn)斗設(shè)備，其機(jī)動(dòng)性、實(shí)時(shí)性、可靠性均較高，間接加大了對(duì)航空電子通信系統(tǒng)的要求?；诖?，文章針對(duì)航空電子通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù)以及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行淺析，以期能夠更深入層次的研究航空電子機(jī)載通信技術(shù)。

關(guān)鍵詞：航空;電子機(jī)載;通信技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：V243 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）22-0133-02

Abstract： If we look at the current situation of the development of China's aerospace industry， we find that with the rapid development of avionics airborne communication technology， the performance of aviation equipment has also been greatly improved. It can be considered that the establishment of airborne communication network is the basis of avionics integration. Aviation equipment， whether as a means of transportation or as a military combat equipment， has high mobility， real-time and reliability， which indirectly increases the requirements of avionics communication system. Based on this， this paper analyzes the development process， key technologies and development status of avionics communication system， in order to further study avionics airborne communication technology.

Keywords： aviation; electronic airborne; communication technology; development status

航空電子機(jī)載通訊技術(shù)系統(tǒng)由飛機(jī)通信系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、電子系統(tǒng)等共同構(gòu)成，任何一個(gè)系統(tǒng)都是不可缺少的[1]。航空電子設(shè)備對(duì)于保證航空裝備正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義，由于傳統(tǒng)的通信方式局限性非常大，因此近年來我國(guó)加大了對(duì)于航空電子機(jī)載設(shè)備及技術(shù)的進(jìn)一步研究，力求在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)通訊。

1 航空電子機(jī)載通信技術(shù)的發(fā)展過程

航空電子作為飛機(jī)的重要技術(shù)組成部分，其作用包括對(duì)飛機(jī)的導(dǎo)航以及飛行員與塔臺(tái)的聯(lián)系等。我國(guó)航空電子的發(fā)展使得航空航天事業(yè)進(jìn)一步得到推動(dòng)，覆蓋航空電子的領(lǐng)域很多，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了分立式、聯(lián)合式、綜合式、先進(jìn)式的發(fā)展過程，不斷地發(fā)展和增強(qiáng)了信息電子技術(shù)手段，使得飛機(jī)的性能日趨完善[2]。

2 航空電子機(jī)載通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)

衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)是目前最先進(jìn)的一種通信技術(shù)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有容量大、距離遠(yuǎn)、可靠性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。近年來，在全球信息化的背景下，電子機(jī)載通信技術(shù)中的一些關(guān)鍵技術(shù)也逐漸完善，如數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，該技術(shù)在壓縮數(shù)據(jù)的同時(shí)，還能提高通信系統(tǒng)的傳輸能力等，進(jìn)而降低時(shí)間成本。有學(xué)者提出，未來衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕问绞枪饫w通信技術(shù)下進(jìn)行傳輸，光纖傳輸極大降低了外界的影響，傳輸速度十分快，因此未來的通信技術(shù)手段進(jìn)行傳輸時(shí)主要光纖為載體。

2.2 無線通信系統(tǒng)每個(gè)區(qū)域

無線通信系統(tǒng)由許多小區(qū)域組成，每個(gè)小區(qū)域又都包括很多無線信號(hào)處理單元，這些處理單元的距離一般要長(zhǎng)于載波波長(zhǎng)，在處理傳輸信號(hào)時(shí)需要通過收發(fā)等通道對(duì)單元之間進(jìn)行連接。無線通信系統(tǒng)由于各單元間的距離，一般來說相互干擾較弱，內(nèi)部結(jié)構(gòu)本身的性能得到了有效保障，并且系統(tǒng)的容量得以增大，增強(qiáng)了信號(hào)的功率。此外，由于無線通信系統(tǒng)包含了應(yīng)用層、驅(qū)動(dòng)層、傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層等多個(gè)部分，其中，應(yīng)用層主要是整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，主要是管理整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng);數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制層主要是監(jiān)控移動(dòng)通信子系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)移動(dòng)通信子系統(tǒng)的各種工作和指令進(jìn)行控制;數(shù)據(jù)傳輸層主要的工作功能是負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)信息、同步數(shù)據(jù)管理、切換數(shù)據(jù)通道等，是驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)闹饕M成部分;無線數(shù)據(jù)鏈路層主要工作是負(fù)責(zé)控制和管理排序無線信息傳輸子系統(tǒng)中的無線數(shù)據(jù)傳輸序列;以上互相聯(lián)合有利于充分利用無線資源。

3 航空電子機(jī)載通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國(guó)電子機(jī)載通信設(shè)備技術(shù)得到快速發(fā)展，基于我國(guó)航空事業(yè)電子機(jī)載通信設(shè)備技術(shù)發(fā)展情況來看，通信系統(tǒng)在機(jī)載電子通信設(shè)備中無疑占據(jù)了重要的地位。機(jī)載通信設(shè)備系統(tǒng)主要包括高頻（HF）通信設(shè)備、甚高頻（VHF）通信設(shè)備、特高頻（UHF）通訊設(shè)備。各種機(jī)載電子通信設(shè)備不管是進(jìn)行空中工作還是地面工作，都需要使用電磁波或產(chǎn)生電磁波[3]。因此為保證航空安全性，排除干擾和重疊，國(guó)際航空會(huì)議制定了部分法規(guī)，對(duì)頻譜利用進(jìn)行分配。

對(duì)于民機(jī)來說，目前幾乎全部采用VHF通信設(shè)備進(jìn)行采用工作，并且VHF通信設(shè)備也在民航管理中得到了廣泛的應(yīng)用。其發(fā)射及接收部分現(xiàn)已實(shí)施了全部固態(tài)化，若采用全固態(tài)集成電路、混合薄膜電路，可使其可靠性增加約10倍左右。有學(xué)者研究中曾提出[4]，飛機(jī)與地面臺(tái)通信時(shí)電臺(tái)發(fā)射頻道間隔已縮小到25kHz，VHF通信設(shè)備頻率范圍118～136.975MHz，因此也可用于空中飛機(jī)與近距離飛機(jī)之間的聯(lián)絡(luò)。VHF通信設(shè)備詳細(xì)性能指標(biāo)見表1。

但結(jié)合現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)內(nèi)部裝備的各種類型機(jī)載通訊技術(shù)系統(tǒng)仍然受到多種因素的制約，為保證航空電子機(jī)載通訊技術(shù)的全面發(fā)展，就需要分析現(xiàn)存的問題，并進(jìn)行針對(duì)性干預(yù)，力求積極克服、有效解決問題。以下主要從我國(guó)航空電子機(jī)載通訊技術(shù)中常出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析：

3.1 系統(tǒng)安全性及質(zhì)量約束

航空設(shè)備使用電子機(jī)載通訊設(shè)備系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)的使用安全性進(jìn)行評(píng)估，尤其注意需要檢查確認(rèn)其是否能夠正常的進(jìn)行工作和運(yùn)行。系統(tǒng)的使用安全性即系統(tǒng)可靠性及系統(tǒng)實(shí)用性，以上因素將會(huì)對(duì)飛機(jī)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行造成決定性的影響。

由于航空軟件和電子設(shè)備安全性重要程度不亞于其產(chǎn)品質(zhì)量重要程度，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮到軟件的實(shí)用性和安全性，同時(shí)深入了解各類飛機(jī)的硬件情況。

3.2 集成精度約束

航空電子機(jī)載集成技術(shù)的研究中普遍存在的一個(gè)問題就是如何設(shè)計(jì)和連接諸多的航空電子信息集成技術(shù)線路。近年來，航空電子線路集成問題發(fā)展成了更加復(fù)雜的對(duì)光線和數(shù)據(jù)總線里的開關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控、對(duì)開關(guān)進(jìn)行處理和調(diào)節(jié)的線路集成問題，導(dǎo)致對(duì)于線路集成軟件性能要求越來越高，應(yīng)用芯片的線路集成度也更高。

芯片集成精度從既往發(fā)展到現(xiàn)在，已有明顯的進(jìn)步和提高，飛機(jī)工程師已經(jīng)能夠?qū)Ω黝惥€路集成問題進(jìn)行快速、有效的解決，但在后續(xù)發(fā)展中還應(yīng)進(jìn)一步總結(jié)和改善問題，以面對(duì)不斷變化的新形勢(shì)和新環(huán)境。

3.3 物理環(huán)境約束

航空電子機(jī)載通訊技術(shù)內(nèi)所涉及到的各種航空電子設(shè)備均需要在不同的物理?xiàng)l件和環(huán)境中運(yùn)行，同時(shí)對(duì)各種設(shè)備系統(tǒng)健康也具有較高要求，最為基礎(chǔ)的就是需要完全保證各種設(shè)備可以正常運(yùn)行。特別需要注意的是，無論是何種類型的通訊設(shè)備都必須在特定的使用環(huán)境和條件下進(jìn)行針對(duì)性的測(cè)試，以達(dá)到對(duì)于基本性能的要求。

在實(shí)際測(cè)試中，可以在不同的條件和環(huán)境下對(duì)通訊系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，如，通訊系統(tǒng)零件的安全防水性，或是鹽水的噴射性能等。不過在針對(duì)性測(cè)試通訊設(shè)備開始前，首先應(yīng)對(duì)其零件穩(wěn)定程度和性能進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估。

4 結(jié)束語

航空裝備中機(jī)載電子通信技術(shù)是現(xiàn)代化通信技術(shù)的一個(gè)重要分支，也是體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力的一大重要指標(biāo)，生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與電子通信技術(shù)互相推動(dòng)、互相制約。航空電子機(jī)載通訊技術(shù)又是聯(lián)系飛機(jī)與地面間信息傳輸?shù)闹饕浇閇5]。隨著科學(xué)的快速發(fā)展，涉及到航空通訊的一系列技術(shù)及設(shè)備也得到了大力的發(fā)展，促進(jìn)了飛機(jī)內(nèi)工作人員和地面工作人員之間的有效溝通。自后續(xù)研究中，若能進(jìn)一步加大對(duì)于航空設(shè)備的技術(shù)研究，將為我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展帶來更多的可能性。

參考文獻(xiàn)：

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