航空電子機(jī)載通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

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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?；诖耍恼箩槍?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

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。

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作者：董云龍 單位：中國(guó)民用航空飛行校驗(yàn)中心