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1航空電子通信系統(tǒng)的架構(gòu)分析

電子通信系統(tǒng)是航空飛行器的重要組成部分之一，1553B總線是此類系統(tǒng)的常用通信方式，在該通信傳輸網(wǎng)絡(luò)下在航空電子數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：一是可將分布的子系統(tǒng)連接起來形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；二是借助時(shí)鐘同步機(jī)制，可使共享信息在統(tǒng)一的時(shí)間內(nèi)得到處理?；?553B總線的航空電子通信系統(tǒng)采用的是當(dāng)前較流行的分層分布式架構(gòu)體系，整個(gè)系統(tǒng)由五層組成，具體如圖1所示。全部可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行信息傳輸，由此為系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了有利條件。在這個(gè)五個(gè)層次當(dāng)中，應(yīng)用層為最高層，主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的管理功能，如系統(tǒng)初始化、通信設(shè)備維護(hù)以及系統(tǒng)重構(gòu)等，同時(shí)，該層該具備解釋功能，可對(duì)數(shù)據(jù)信息交換的范圍、格式等進(jìn)行具體描述；驅(qū)動(dòng)層具有承上啟下的作用，它是應(yīng)用層與底層之間的軟件接口，該層能夠?qū)Ω髀份敵隹偩€接口進(jìn)行啟停、通斷和測(cè)試等操作，并且還能對(duì)接口的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；傳輸層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的傳輸和通信通道的切換及同步管理；數(shù)據(jù)鏈路層可依據(jù)1553B通信協(xié)議的規(guī)定要求，對(duì)總線上信息的傳輸序列進(jìn)行控制；物理層可對(duì)總線物理介質(zhì)上的位流傳輸進(jìn)行處理。

2航空電子通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于航空飛行器而言，其在空中的安全、穩(wěn)定飛行需要多個(gè)系統(tǒng)的密切配合，而各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交互，全部都是由機(jī)載電子通信系統(tǒng)來完成。因此，必須保證電子通信系統(tǒng)具有強(qiáng)大的功能和可靠的性能，而這一目標(biāo)可通過各種先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用予以實(shí)現(xiàn)。在航空電子通信系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)有衛(wèi)星通信技術(shù)、航空天線技術(shù)、時(shí)鐘同步技術(shù)等。下面分別對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行分析。航空電子通信系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)文/鄭曉慶梅江林近年來，我國的航空技術(shù)獲得快速發(fā)展，與之相關(guān)的系統(tǒng)隨之日趨完善，電子通信系統(tǒng)便是其中之一。基于此點(diǎn)，本文從航空電子通信系統(tǒng)的架構(gòu)分析入手，論述了航空電子通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。期望通過本文的研究能夠?qū)娇针娮油ㄐ畔到y(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的提升有所幫助。2.1衛(wèi)星通信技術(shù)。衛(wèi)星通信技術(shù)歸屬于無線通信的范疇，該技術(shù)主要是以人造地球衛(wèi)星作為中繼站，對(duì)無線電波進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，以此來實(shí)現(xiàn)通信。衛(wèi)星通信技術(shù)之所以在通信領(lǐng)域中獲得越來越廣泛的應(yīng)用，與其自身具備的諸多特點(diǎn)有著密不可分的關(guān)聯(lián)，如衛(wèi)星信號(hào)的覆蓋范圍廣、信息傳輸質(zhì)量好、便于組網(wǎng)等。從目前通信領(lǐng)域中的各種技術(shù)來看，衛(wèi)星通信是最為成熟的技術(shù)之一，正因如此，進(jìn)一步推動(dòng)了該技術(shù)的發(fā)展和完善，也使其成為航空電子通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星通信技術(shù)在信息的處理速度方面并不是很快，為滿足航空電子通信系統(tǒng)的需要，應(yīng)當(dāng)大幅度提升衛(wèi)星通信的信息處理速度。同時(shí)，衛(wèi)星通信技術(shù)是以無線信號(hào)的長(zhǎng)短波交互來進(jìn)行信號(hào)傳輸，這種傳輸方式也或多或少地存在一定的不足之處。因此，可以通過激光傳輸來進(jìn)行替代，這是因?yàn)榧す獾膫鬏斔俣纫h(yuǎn)遠(yuǎn)高于長(zhǎng)短波，并且能夠降低信號(hào)干擾，有助于信號(hào)傳輸質(zhì)量的提升。2.2天線技術(shù)。在航空飛行器上，通常會(huì)布置多套電子通信設(shè)備，有的與衛(wèi)星進(jìn)行通信、有的與地面站進(jìn)行通信，無論通信對(duì)象為何，全部都需要天線作為支撐，由此使得天線技術(shù)成為航空電子通信系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)在之一。2.2.1高頻天線。高頻通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的聲音通信，它為飛機(jī)與飛機(jī)之間、飛機(jī)與地面站之間提供了有效的通信方式。高頻通信系統(tǒng)的工作頻率為2.0MHz-29.999MHz之間，該系統(tǒng)利用地球表面和電離層使通信信號(hào)可以循環(huán)反射，從而達(dá)到傳播的目的。信號(hào)的反射時(shí)間主要與飛機(jī)的飛行高度有關(guān)。2.2.2航向道天線。在該天線上有兩個(gè)主要元件，分別負(fù)責(zé)向ILS系統(tǒng)的1#和2#接收機(jī)提供RF輸入。航向道天線能夠接收來自于108.1-111.95MHz區(qū)間范圍內(nèi)的頻率，并以頻寬1/10的奇數(shù)位作為通信間隔。2.2.3RA天線。RA即無線電高度表，其能夠準(zhǔn)確測(cè)量出飛機(jī)到地面之間的垂直距離，主要是通過收發(fā)信號(hào)的方式完成無線電高度的計(jì)算。通常情況下，RA天線都是設(shè)置在飛機(jī)機(jī)體的底部。2.3時(shí)鐘同步技術(shù)。由于航空電子通信系統(tǒng)的內(nèi)容有著各種不同功能的模塊，在對(duì)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)為其配置一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)時(shí)器，即時(shí)鐘。因受到一些因素的影響，可能會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘出現(xiàn)計(jì)時(shí)誤差，所以針對(duì)這一情況，需要采用時(shí)鐘同步技術(shù)進(jìn)行解決處理，從而確保電子通信系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。航空電子通信系統(tǒng)本身具有一定的特殊性，這主要與其所處的應(yīng)用環(huán)境有關(guān)。故此，在運(yùn)用時(shí)鐘同步技術(shù)時(shí)，必須保證短時(shí)間間隔數(shù)據(jù)的一致性。同時(shí)，還要確保飛機(jī)飛行階段時(shí)鐘對(duì)時(shí)的準(zhǔn)確性。在時(shí)鐘同步設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)時(shí)鐘的分辨率、計(jì)時(shí)器等因素予以綜合考慮，通過有效地調(diào)控，獲取計(jì)時(shí)器廣播周期值，以此為依據(jù)對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。

3結(jié)論

綜上所述，航空電子通信系統(tǒng)作為重要的機(jī)載設(shè)備之一，它的運(yùn)行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到飛機(jī)的飛行安全性。為了進(jìn)一步提升航空電子通信系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行全面分析，并對(duì)系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行逐步完善，從而使其能夠更好地為系統(tǒng)提供支撐。

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作者:鄭曉慶 梅江林 單位:交通運(yùn)輸部東海第二救助飛行隊(duì)