航空电子通信系统及关键技术

李骅宇王博

摘要：航空电子通信系统主要为现代通信技术的一个重要模块，其不仅是现代高线技术的代表，而且是现代城市建设的信息支架，为我国电子通信行业整体科技水平的提升提供了有效的依据。而航空电子通信技术可靠性高、性价比高、技术完善等诸多优良性能，也决定了其在航空通信系统中的重要作用。因此为了保证航空电子通信技术在航空电子通信系统中可以发挥充分的效用，对其在航空通信系统中的应用进行适当分析具有非常重要的意义。

关键词：航空电子；通信系统；关键技术

1航空电子通信系统概述

在航空电子通信系统发展过程中，主要经历了独立设备、联合式、综合化等三个阶段。首先在独立设备阶段，主要航空电子通信系统内部设备为独立传感器、终端显示操作设备、处理器等设备配置。在实际应用中点对点导线连接的形式也为主要电子通信方式；其次联合式航空电子通信系统，其主要在标准数据处理器应用的基础上，通过飞行控制、导航、通信等多模块功能的调控，结合多分路总线连接的形式，可为系统终端集中控制显示功能的实现提供依据；最后综合化模块，其在综合化模块主要通过现场可更换模块，进行各信号处理、信息处理模式。通过模块化信息结构构建，可为系统重构及集成度增加提供依据。

2航空电子通信系统的架构分析

电子通信系统是航空飞行器的重要组成部分之一，1553B总线是此类系统的常用通信方式，在该通信传输网络下在航空电子数据信息呈现出如下几个方面的特点：一是可将分布的子系统连接起来形成统一的网络结构；二是借助时钟同步机制，可使共享信息在统一的时间内得到处理。基于1553B总线的航空电子通信系统采用的是当前较流行的分层分布式架构体系，整个系统由五层组成，全部可以通过标准接口进行信息传输，由此为系统软件的设计开发提供了有利条件。在这个五个层次当中，应用层为最高层，主要负责实现系统的管理功能，如系统初始化、通信设备维护以及系统重构等，同时，该层该具备解释功能，可对数据信息交换的范围、格式等进行具体描述；驱动层具有承上启下的作用，它是应用层与底层之间的软件接口，该层能够对各路输出总线接口进行启停、通断和测试等操作，并且还能对接口的运行状态进行实时监测；传输层主要负责数据信息的传输和通信通道的切换及同步管理；数据链路层可依据1553B通信协议的规定要求，对总线上信息的传输序列进行控制；物理层可对总线物理介质上的位流传输进行处理。

3航空电子通信系统关键技术

3.1航空电子通信系统层次架设技术

航空电子通信网络拓扑结构主要为统一物理层面内，航空电子不同模块相互连接的结构。在现阶段航空电子通信网络拓扑结构运行中，主要包括单级总线拓扑结构、多单一级总线拓扑结构、多级总线拓扑结构等几种类型。其中单级总线拓扑结构主要为内部子模块统一总线电缆连接形式，其主要应用于网络通信负载较低的电子通信系统；而多单一级总线拓扑结构主要根据内部通信频繁程度或功能特定的区别，将各子系统内部进行两个或两个以上总线电缆的划分，其主要应用于子模块数量较多且整体电子通信系统通信负荷较重的情况；多级总线拓扑结构主要为功能不同的两级总线，通过下级总线对上级总线负责的形式，为局部防控电子系统功能单元数量较多且联网通信形式不同的模块提供有效的帮助。

3.2航空电子通信系统时钟同步设计技术

在航空电子通信系统内部，不同的模块内部具有独立运行的计时时钟，其在持续运行阶段会受到多种因素的影响，从而导致模块间计时时钟具有一定的计时误差。这种情况下，就需要利用航空电子通信系统时钟同步设计技术，从信息传输、信息执行两个模块保证整体航空电子通信系统模块间计时信息的统一性。由于航空电子通信系统的独特性，在电子通信系统时钟同步设计技术应用的过程中，除了短时间间隔时钟数据的规范统一，还需要保证飞机在运行过程中整体时钟对时系统的稳定一致。而时钟同步设计机制的应用，则可以综合考虑时钟分辨率、时钟计时器两个方面因素，通过对时钟计时器长度及其上电后自动计数频率进行分析调控，可逐步获得总线控制器时钟计时器广播周期值。而通过对系统总线控制器与子模块周期广播时钟计时器的统一处理，可得出各个子模块在同样周期中自身时钟技术值与总体时钟计数值误差，从而便于整体误差时钟修整。需要注意的是，在航空电子通信系统运行过程中，随着时钟计时器精确度要求的提升其周期值呈现递减状态。

3.3航空电子全双工交换式以太网技术

航空电子全双工交换式以太网技术主要虚拟链路通信模式，其可以最大程度的保证通信带宽。同时控制系统网络通信丢包概率及最大抖动情况。在实际应用中航空电子全双工交换式以太网技术主要是在IEEE802．3、TCP/IP技术应用的基础上，结合特殊强制实时传输测量，在保证整体网络数据传输安全性的同时，为相应航空电子通信系统确定性需求的满足提供了依据。航空电子全双工交换式以太网技术在实际应用中，主要具有传输定时约定、绝对寻址测量、实时性保证策略、二进制代码同时高效传输的特点，其在实际应用中主要在航空电子通信系统网络拓扑结构、硬件、软件等方面进行了适当的应用。首先在航空电子通信网络拓扑模型中，航空电子全双工交换式以太网技术主要结合内部航空物理层及功能执行层，通过多交换机连接的模式，形成了系统规范的数据交互网络。

3.4航空电子通信系统故障清除技术

在航空电子通信系统运行过程中，对系统故障发现清除效能具有较高的要求。在总线控制系统运行的基础上，相较于子模块故障清除形式而言，整体航空电子通信系统非总线故障调控环节，根据模块故障类型的去吧，其多路总线接口故障也有较大的差异。这种情况下，状态字位置标识也会发生临时性或永久性变化，为了避免相应故障因素的持续恶化，可通过电子通信系统终端进行相应指令的调控。根据不同故障发生情况，设定相应的故障感应程序，结合双余度电缆调试措施，及时在总线控制器内部进行故障信息记录，保证相应故障信息的及时处理。

3.5卫星通信技术

卫星通信技术归属于无线通信的范畴，该技术主要是以人造地球卫星作为中继站，对无线电波进行转发，以此来实现通信。卫星通信技术之所以在通信领域中获得越来越广泛的应用，与其自身具备的诸多特点有着密不可分的关联，如卫星信号的覆盖范围广、信息传输质量好、便于组网等。从目前通信领域中的各种技术来看，卫星通信是最为成熟的技术之一，正因如此，进一步推动了该技术的发展和完善，也使其成为航空电子通信系统中的核心技术。然而，在实际应用中发现，卫星通信技术在信息的处理速度方面并不是很快，为满足航空电子通信系统的需要，应当大幅度提升卫星通信的信息处理速度。同时，卫星通信技术是以无线信号的长短波交互来进行信号传输，这种传输方式也或多或少地存在一定的不足之处。因此，可以通过激光传输来进行替代，这是因为激光的传输速度要远远高于长短波，并且能够降低信号干扰，有助于信号传输质量的提升。

3.6天线技术

在航空飞行器上，通常会布置多套电子通信设备，有的与卫星进行通信、有的与地面站进行通信，无论通信对象为何，全部都需要天线作为支撑，由此使得天线技术成为航空电子通信系统中不可或缺的关键技术在之一。1高频天线，高频通信系统能够实现远距离的声音通信，它为飞机与飞机之间、飞机与地面站之间提供了有效的通信方式。高频通信系统的工作频率为2.0MHz-29.999MHz之间，该系统利用地球表面和电离层使通信信号可以循环反射，从而达到传播的目的。信号的反射时间主要与飞机的飞行高度有关。2航向道天线，在该天线上有两个主要元件，分别负责向ILS系统的1#和2#接收机提供RF输入。航向道天线能够接收来自于108.1-111.95MHz区间范围内的频率，并以频宽1/10的奇数位作为通信间隔。3RA天线，RA即无线电高度表，其能够准确测量出飞机到地面之间的垂直距离，主要是通过收发信号的方式完成无线电高度的计算。通常情况下，RA天线都是设置在飞机机体的底部。

4结论

综上所述，航空电子通信系统作为重要的机载设备之一，它的运行稳定与否直接关系到飞机的飞行安全性。为了进一步提升航空电子通信系统的运行稳定性，应当对系统的架构进行全面分析，并对系统中应用的关键技术进行逐步完善，从而使其能够更好地为系统提供支撑。

参考文献：

[1]唐珺.航空电子通信系统关键技术问题浅析[J].科技传播，2017，9（19）：43-44.

[2]段超，李晓敏.航空电子通信系统关键技术问题的浅析[J].电子制作，2017（11）：148.

[3]由君光.航空电子通信系统中的关键技术研究[J].信息通信，2017（08）：19.

[4]刘满堂，彭笠.航空通信系统试飞过程中的电磁兼容性评估[J].电讯技术，2017，53（05）：661-666.