航空电子通信系统关键技术问题的浅析

航空电子通信系统关键技术问题的浅析

范联志

西安爱生技术集团公司 陕西西安 710065

摘要：现代航空电子通信系统安装在飞机上，通过现代航空电子通信技术进行网络通信，因此该技术可以说是一种利用航空电子通信实现空中通信的多媒体技术。该技术比现有通信系统具有可靠和快速的通信优点。同时利用分布式机载通信网络，实现航空飞行中的语音通话、图像快速传输、多媒体信息数据传输等。本文对航空电子通信系统关键技术问题进行了分析，以供参考。

关键词：航空；电子通信系统；关键技术

引言

航空电子通信系统是重要的机载设备之一，运行稳定与飞机的飞行安全性直接相关。为了进一步提高航空电子通信系统的工作稳定性，必须全面分析系统的体系结构，逐步改进应用于系统的关键技术，从而为系统提供更好的支持。

1航空电子通信系统概述

航空无线电通信在航空的整个飞行过程中都较为关键，直升机的起飞、降落以及在天空高速飞行，都离不开无线电的指挥和引导。部队航空无线电系统包括通信系统、导航系统、监视系统、气象雷达等部分，其中通信和导航系统最为关键，在直升机起飞、飞行、降落全过程发挥至关重要的通信和指挥作用。在直升机进入航线时，直升机离开地面后，迅速进入机场近雷达的视线，雷达可以探测直升机的飞行高度和航向，管制员通过甚高频通信电台发出指令引导直升机上升 到指定高度，直升机按指令飞离机场区域，进入预定航线。进入到飞行降落阶段，接近目的地机场，飞行员通 过甚高频通信电台与目的地机场管制员取得联系， 按照管制员指令，完成进入机场区域、降落跑道、滑行至停机位等过程。当遇到大雾或者雾霾天气时，飞行员即使看不清跑道，仍可以通过机场导航台精确掌握航向和飞行姿态，实现安全平稳地盲降着陆。 通过了解直升机的飞行过程可知，部队航空无线电是飞行安全的生命线，但它也会受到外界的信号干扰。对航空无线电的干扰主要来自地面上非法设置的广播电台站、违规使用无线电频率，以及部分合法广播电视台站设备老化或故障，甚至随意加大发射功率等行为。干扰发生后，飞行员不能清晰地与管制员通信，或者不能收到导航信息，很可能在空中与其他直升机相撞，非常危险。我们在坐直升机时，要自觉遵守民航规定，在直升机上主动关闭手机、电话手表等无线电设备，避免对航空无线电造成干扰。

2 航空无线电通信的原理

航空无线电通信大多使用 UHF、VHF 甚至更高频的波段，VHF 频带范围为 30 ～ 300 MHz，无线电波波 长为 10 ～ 1 m，因此 VHF 又称为米波频带。UHF 频带 范围为 300 ～ 3 000 MHz，无线电波长为 1 m ～ 1 dm， 因此 UHF 又称为分米波频带。在无线电通信中，VHF 是指甚高频段无线电波，中文简称为甚高频，UHF 是指特高频段无线电波。多种业务共用同一频段时，在没有明确规定情况下，相同业务类型具有同等的使用频率地位。当遇到频率干扰时，一般本着后使用者让先使用者、无规划使用让有规划使用的原则处理。当出现主要业务频率受到次要业务频率的有害干扰时 [3] ， 次要业务使用者应积极采取有效措施尽快消除干扰。 144 ～ 146 MHz 频段范围，用于包括业余业务和卫星业余业务的主要业务、以及用于包括无线电定位业务和航空移动（OR）业务的次要业务。该频段是整个无线电频率范围内唯一一个只把业余无线电通信作为主 要业务与其他业务共用的频段。146 ～ 148 MHz 频段范围，用于包括业余业务、固定业务和移动业务的主要业务、以及用于包括无线电定位业务的次要业务。 在 430 ～ 440MHz 频段范围，主要业务是无线电定位 业务和部队航空无线电导航业务，业余业务和卫星业余业务为次要业务。

3航空电子通信系统关键技术

3.1卫星通信技术

卫星通信技术主要属于作为中继站传输卫星的无线通信范围。卫星通信技术越来越广泛，因为随着卫星碗的射程、良好的数据传输质量、实用的网络等，它是必不可少的。通信领域的各种技术使卫星通信成为最成熟的技术之一，进一步推动了该技术的发展和完成，成为航空航天电子系统的核心技术。但在实践中，发现卫星通信并没有以信息处理的速度发展得那么快，需要大大加快卫星通信的处理，以满足航空航天电子系统的要求。卫星通信采用长波无线信号传输，也有一定的缺陷。因此，它们可以被激光传输取代，因为激光传输速度比短波快得多，减少了信号干扰，提高了信号传输质量。

3.2时钟同步技术

电子空中交通系统的内容包含用于各种功能的模块，因此在设计模块时配置了单独的计时器(即时钟)。要根据许多可能导致时钟时间错误的因素来解决此问题，必须使用时钟同步来确保电子通信系统的稳定性。航空航天电子通信系统有其自身的特点，主要与它所在的应用环境有关。因此，使用时钟同步时，必须确保数据在短时间内保持一致。还要确保飞行阶段的时钟是正确的。计时器同步设计过程中，会考虑时钟的分辨率、计时器等，以便根据时钟的同步设计获得计时器发送周期值。

3.3航空电子通信系统层次架设技术

空中电子通信网的拓扑结构主要是在物理层面上将不同的电子导弹模块连接起来。本阶段主要包括各种类型的空中电子通信网络拓扑，包括单层总线拓扑、多层总线拓扑和多层总线拓扑。单层总线拓扑是子模块的内部布线，主要用于网络利用率低的电子通信系统。多层总线拓扑主要从每个子系统中拔出两条或多条总线导线，具体取决于它们是内部通信频率还是功能差异。这些电缆特别适合于存在大量子模块并且整个电子通信系统中的数据传输负荷很大的情况。多级总线拓扑主要是具有不同父总线功能的两级总线，从而为具有大量本地电子系统预防和控制功能以及不同网络通信格式的模块提供了高效的帮助。多级拓扑通信模式在实际应用中，父总线和子总线硬件网关的逻辑设置是整个拓扑处理的核心。在实践中，应像ACT飞机控制系统那样，选择响应速度最佳、可靠性高、设备数量多、吞吐量高的网络体系结构。

3.4航空电子全双工交换式以太网技术

航空电子全双工交换机以太网技术是确保最大通信带宽的主要虚拟链路通信模式。同时控制系统网络通信的丢包概率和最大抖动。在实际应用中，航空电子全双工交换机以太网技术主要基于IEEE802.3、TCP/IP技术应用，与特殊的强制实时传输测量相结合，为满足相应航空电子通信系统的确定性要求提供了理由，同时保护整个网络数据传输的安全。航空电子全双工交换机以太网技术的特点主要是在实际应用程序中同时高效地传输计时协议、绝对寻址测量、实时保修策略、二进制代码，主要适用于航空电子通信系统网络拓扑、硬件、软件等。首先，在航空电子通信网拓扑模型中，航空电子全双工交换机以太网技术主要结合内部航空物理层和功能执行层，通过多交换机连接模式形成系统规范数据交互网络。结束语

航空电子通信系统功能强大，系统复杂，在实际应用过程中，必须根据实际情况选择合适的电子通信系统。为了提高航空飞机运行的安全性，需要保证航空电子通信系统的设计质量，不断加强航空电子通信系统的关键技术研究，不断改善航空通信系统的功能，为航空飞机的正常飞行提供强有力的安全保障。

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,2018,9(19):43-44.

[2]李丹伟.航空电子通信系统中的关键技术探讨[J].科学中国人,2018(23):43.

[3]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.

[4]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.

[5]王世奎.航空电子通信系统关键技术问题的浅析[J].航空计算技术,2017(04):36-39.