航空电子通信系统关键技术问题的浅析

赵唯

中国东方航空技术有限公司 上海 201615

在二十世纪末期，我国就开始航空电子通信设备的应用，其主要在飞机的起飞、导航等过程中发挥重要作用。近些年，我国不断加强对航空技术的研究，这使得我国航空技术水平得到了有效的提升，先进的数字化技术和微电子技术在航空领域有着越来越广泛的应用，将我国航空事业向前推进了一个台阶。

1 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，具体如图1所示。

图1 中五个层次的功能非常明确，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[1]。

2 航空电子通信系统关键技术要点

2.1 航空通讯系统层次结构

航空通讯系统层次结构，包括了应用层、数据链路层、驱动层、物理层等多个层次，运用ISO开放式互联系统，在划分层次上，各个层次功能非常明确。例如驱动层可以为各类系统和软件应用层提供接口处理系统物质，物理介质中为流传输，能够具有调度通道的功能，对飞机运行状态进行监测。通讯系统初始化和断开操作之后，使得各个系统的管理功能和解释功能发挥了重要的作用，形成航空电子通讯系统中重要的层次，可以对总线上数据信息传输序列进行调控。

2.2 航空时钟同步设计

航空通讯机系统中运用周期性的总线布置方式，将计时器竖直发送到各个子系统，实现了系统信息传输的实时性，为整个航空航电通信系统提供统一的时间，同步控制航电始终通过对计时器数值和总线计时器数值误差进行比较，在周期性上将总线实施步骤加以运行，对系统时间进行修正，实现整个杭电通信系统的时钟同步。在航空通信系统中提供了统一的时间，保证了各个子系统时间也相对统一。在航空通信系统通电后启动后开始计数，实现了独立的计时时钟。对于通行故障进行处理，关键技术中还有一项是可以将出现的故障子系统进行下网，并进行周期性的查询[2]。

2.3 航空电子通信系统的拓扑结构

在航空电子通信系统中，各个子系统都相互连接，进而形成了一个拓扑结构。在航空电子通信系统中存在的主要拓扑结构包括：单一级、多个单级拓扑以及多级总线拓扑结构，不同的拓扑结构在系统中都有着广泛的应用，而且功能十分强大。对于单一级总线拓扑结构来说，它主要是将子系统和1553B总线电缆进行连接，其结构比较简单，所以传达的业务量也不是很多，在遇到业务量较大的情况，需要选择奇特的拓扑结构来实现业务的传输。

2.4 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。

2.4.1 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[3]。信号的反射时间主要与飞机的飞行高度有关。

2.4.2 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。

2.4 .3 R A天线R A

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。

3 结语

综上所述，航空电子通信系统功能强大、系统复杂多样，在实际应用的过程中要结合实际情况选择相应的电子通信系统。为了提高航空飞机飞行的安全性，需要保证航空电子通信系统的设计质量，并不断加强航空电子通信系统关键技术的研究，从而不断的完善航空通信系统的功能，为航空飞机的正常飞行做出有力的安全保障。