航空電子通信系統關鍵技術問題的淺析

趙唯

中國東方航空技術有限公司 上海 201615

在二十世紀末期，我國就開始航空電子通信設備的應用，其主要在飛機的起飛、導航等過程中發揮重要作用。近些年，我國不斷加強對航空技術的研究，這使得我國航空技術水平得到了有效的提升，先進的數字化技術和微電子技術在航空領域有著越來越廣泛的應用，將我國航空事業向前推進了一個臺階。

1 航空電子通信系統的架構分析

電子通信系統是航空飛行器的重要組成部分之一，1553B總線是此類系統的常用通信方式，在該通信傳輸網絡下在航空電子數據信息呈現出如下幾個方面的特點：一是可將分布的子系統連接起來形成統一的網絡結構；二是借助時鐘同步機制，可使共享信息在統一的時間內得到處理。基于1553B總線的航空電子通信系統采用的是當前較流行的分層分布式架構體系，整個系統由五層組成，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，由此為系統軟件的設計開發提供了有利條件。在這個五個層次當中，應用層為最高層，主要負責實現系統的管理功能，如系統初始化、通信設備維護以及系統重構等，同時，該層該具備解釋功能，可對數據信息交換的范圍、格式等進行具體描述；驅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，該層能夠對各路輸出總線接口進行啟停、通斷和測試等操作，并且還能對接口的運行狀態進行實時監測；傳輸層主要負責數據信息的傳輸和通信通道的切換及同步管理；數據鏈路層可依據1553B通信協議的規定要求，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上的位流傳輸進行處理[1]。

2 航空電子通信系統關鍵技術要點

2.1 航空通訊系統層次結構

航空通訊系統層次結構，包括了應用層、數據鏈路層、驅動層、物理層等多個層次，運用ISO開放式互聯系統，在劃分層次上，各個層次功能非常明確。例如驅動層可以為各類系統和軟件應用層提供接口處理系統物質，物理介質中為流傳輸，能夠具有調度通道的功能，對飛機運行狀態進行監測。通訊系統初始化和斷開操作之后，使得各個系統的管理功能和解釋功能發揮了重要的作用，形成航空電子通訊系統中重要的層次，可以對總線上數據信息傳輸序列進行調控。

2.2 航空時鐘同步設計

航空通訊機系統中運用周期性的總線布置方式，將計時器豎直發送到各個子系統，實現了系統信息傳輸的實時性，為整個航空航電通信系統提供統一的時間，同步控制航電始終通過對計時器數值和總線計時器數值誤差進行比較，在周期性上將總線實施步驟加以運行，對系統時間進行修正，實現整個杭電通信系統的時鐘同步。在航空通信系統中提供了統一的時間，保證了各個子系統時間也相對統一。在航空通信系統通電后啟動后開始計數，實現了獨立的計時時鐘。對于通行故障進行處理，關鍵技術中還有一項是可以將出現的故障子系統進行下網，并進行周期性的查詢[2]。

2.3 航空電子通信系統的拓撲結構

在航空電子通信系統中，各個子系統都相互連接，進而形成了一個拓撲結構。在航空電子通信系統中存在的主要拓撲結構包括：單一級、多個單級拓撲以及多級總線拓撲結構，不同的拓撲結構在系統中都有著廣泛的應用，而且功能十分強大。對于單一級總線拓撲結構來說，它主要是將子系統和1553B總線電纜進行連接，其結構比較簡單，所以傳達的業務量也不是很多，在遇到業務量較大的情況，需要選擇奇特的拓撲結構來實現業務的傳輸。

2.4 天線技術

在航空飛行器上，通常會布置多套電子通信設備，有的與衛星進行通信、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，由此使得天線技術成為航空電子通信系統中不可或缺的關鍵技術在之一。

2.4.1 高頻天線

高頻通信系統能夠實現遠距離的聲音通信，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。高頻通信系統的工作頻率為2.0MHz-29.999MHz之間，該系統利用地球表面和電離層使通信信號可以循環反射，從而達到傳播的目的[3]。信號的反射時間主要與飛機的飛行高度有關。

2.4.2 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區間范圍內的頻率，并以頻寬1/10的奇數位作為通信間隔。

2.4 .3 R A天線R A

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天線都是設置在飛機機體的底部。

3 結語

綜上所述，航空電子通信系統功能強大、系統復雜多樣，在實際應用的過程中要結合實際情況選擇相應的電子通信系統。為了提高航空飛機飛行的安全性，需要保證航空電子通信系統的設計質量，并不斷加強航空電子通信系統關鍵技術的研究，從而不斷的完善航空通信系統的功能，為航空飛機的正常飛行做出有力的安全保障。