文/鄭曉慶 梅江林

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)出如下幾個方面的特點：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)；二是借助時鐘同步機制，可使共享信息在統(tǒng)一的時間內(nèi)得到處理。基于1553B總線的航空電子通信系統(tǒng)采用的是當前較流行的分層分布式架構(gòu)體系，整個系統(tǒng)由五層組成，具體如圖1所示。

圖1中五個層次的功能非常明確，全部可以通過標準接口進行信息傳輸，由此為系統(tǒng)軟件的設(shè)計開發(fā)提供了有利條件。在這個五個層次當中，應用層為最高層，主要負責實現(xiàn)系統(tǒng)的管理功能，如系統(tǒng)初始化、通信設(shè)備維護以及系統(tǒng)重構(gòu)等，同時，該層該具備解釋功能，可對數(shù)據(jù)信息交換的范圍、格式等進行具體描述；驅(qū)動層具有承上啟下的作用，它是應用層與底層之間的軟件接口，該層能夠?qū)Ω髀份敵隹偩€接口進行啟停、通斷和測試等操作，并且還能對接口的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測；傳輸層主要負責數(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，對總線上信息的傳輸序列進行控制；物理層可對總線物理介質(zhì)上的位流傳輸進行處理。

2 航空電子通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

對于航空飛行器而言，其在空中的安全、穩(wěn)定飛行需要多個系統(tǒng)的密切配合，而各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交互，全部都是由機載電子通信系統(tǒng)來完成。因此，必須保證電子通信系統(tǒng)具有強大的功能和可靠的性能，而這一目標可通過各種先進技術(shù)的運用予以實現(xiàn)。在航空電子通信系統(tǒng)中應用的關(guān)鍵技術(shù)有衛(wèi)星通信技術(shù)、航空天線技術(shù)、時鐘同步技術(shù)等。下面分別對這些技術(shù)進行分析。

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，對無線電波進行轉(zhuǎn)發(fā)，以此來實現(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用，與其自身具備的諸多特點有著密不可分的關(guān)聯(lián)，如衛(wèi)星信號的覆蓋范圍廣、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，進一步推動了該技術(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，在實際應用中發(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，應當大幅度提升衛(wèi)星通信的信息處理速度。同時，衛(wèi)星通信技術(shù)是以無線信號的長短波交互來進行信號傳輸，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行替代，這是因為激光的傳輸速度要遠遠高于長短波，并且能夠降低信號干擾，有助于信號傳輸質(zhì)量的提升。

2.2 天線技術(shù)

在航空飛行器上，通常會布置多套電子通信設(shè)備，有的與衛(wèi)星進行通信、有的與地面站進行通信，無論通信對象為何，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)遠距離的聲音通信，它為飛機與飛機之間、飛機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可以循環(huán)反射，從而達到傳播的目的。信號的反射時間主要與飛機的飛行高度有關(guān)。

2.2.2 航向道天線

在該天線上有兩個主要元件，分別負責向ILS系統(tǒng)的1#和2#接收機提供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。

2.2.3 RA天線

RA即無線電高度表，其能夠準確測量出飛機到地面之間的垂直距離，主要是通過收發(fā)信號的方式完成無線電高度的計算。通常情況下，RA天線都是設(shè)置在飛機機體的底部。

2.3 時鐘同步技術(shù)

圖1：基于1553B總線的航空電子通信系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

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，在對模塊進行設(shè)計時，都會為其配置一個獨立運行的計時器，即時鐘。因受到一些因素的影響，可能會導致時鐘出現(xiàn)計時誤差，所以針對這一情況，需要采用時鐘同步技術(shù)進行解決處理，從而確保電子通信系統(tǒng)的運行穩(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用環(huán)境有關(guān)。故此，在運用時鐘同步技術(shù)時，必須保證短時間間隔數(shù)據(jù)的一致性。同時，還要確保飛機飛行階段時鐘對時的準確性。在時鐘同步設(shè)計的過程中，需要對時鐘的分辨率、計時器等因素予以綜合考慮，通過有效地調(diào)控，獲取計時器廣播周期值，以此為依據(jù)對時鐘進行同步設(shè)計。

3 結(jié)論

綜上所述，航空電子通信系統(tǒng)作為重要的機載設(shè)備之一，它的運行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到飛機的飛行安全性。為了進一步提升航空電子通信系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，應當對系統(tǒng)的架構(gòu)進行全面分析，并對系統(tǒng)中應用的關(guān)鍵技術(shù)進行逐步完善，從而使其能夠更好地為系統(tǒng)提供支撐。