陕西飞机工业有限责任公司 王文岐1 王正2 杨妍3 陕西汉中 723000
摘要：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。随着飞机综合性能的不断优化，对电子通信系统的要求也越来越高，因此就需要不断应用新技术来提高整体航空电子通信系统数据传输稳定性、准确性和有效性，加强对航空电子通信系统关键技术内容的研究，完善系统各项功能，本文对航空电子通信技术中一些关键技术问题进行了简要分析，以期能更好的为系统提供技术支撑。
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。
1航空电子通信系统概述
近年来随着电子通信技术的快速发展，其在航空领域的应用也越来越广泛，数字化技术以及微电子技术在航空领域的应用推动着飞机整体功能的不断提升。如今，在航空飞机中装设的航空电子系统已经十分完备了，能够有效的延长航空飞机的使用寿命。但是，现代化的航空电子通信系统在实际应用的过程中仍然存在一些问题，影响航空飞机的正常飞行，主要包括：第一，在航空航天事业中投入了大量的人力和物力，这在一定的程度上提高了保障单位的运行负担；第二，航空航天公司的技术人员专业素质水平不够，在对飞机进行检测维护时，不能及时的发现飞机的故障点及故障因素，大大的降低了故障维护的效率。而在航空航天飞机中应用电子通信系统能够有效的对飞机进行全面的工作检查，并保证检查结果的准确性，从而提高维护效率。
2航空电子通讯技术的发展历程
随着微电子技术和现代数字技术的提升，航空技术水平在飞机的起飞着陆导航等各个环节中都发挥了重要的作用，作为飞机的重要组成部分，航空电子设备以及航空电子系统的发展，为提升航飞机飞行能力以及提高军事作战能力，同时延长飞机的战斗力和使用寿命，提供了作用。现在的航空电子系统，尤其是在战争中能够发挥优势，采用综合化结构。例如军用飞机的航空电子信息技术，采用相关的技术方法，进行关键性技术的处理，移动通信技术就是其中之一，作为电子信息技术中的主持部分在现代化电子通讯技术中占据了重要的作用，应用性非常强。电子信息通信技术推动了移动电子通讯的快速发展。
3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。
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图1：基于1553B总线的航空电子通信系统架构示意图
4航空电子通信系统中的关键技术
4.1卫星通信技术。
卫星通信技术目前是目前的通信领域中最为成熟的一项技术，卫星信号覆盖范围广、信息传输质量高、组网便捷，这些特点都使得其成为航空电子通信系统中的核心技术。卫星通信技术属于无线通信范畴，以人造地球卫星为中继站，通过无线电波转发实现通信。在实际应用过程中可以发现，卫星通信技术信息处理速度较慢，难以满足当下航空电子通信需求，因此需要大幅提升卫星通信处理速度，所以在这样的情况下可以通过激光传输来进行代替，进而有效降低信号干扰，提高信息传输质量。
4.2航空电子通信系统时钟同步设计技术。
航空电子通信系统下设有很多的子系统，而这些子系统中都会有独立运行计时时钟，而这些时钟会因为种种因素受到影响，进而导致存在一定的计时误差，因此就需要使这些时钟能够同步，整体的计时应当稳定同步，进行同步设计，才可以有效避免系统计时误差问题。从实际情况来看，大多数的航空电子通信系统都会把总线以及其它的子系统安装实时计时器，而后通过航电系统，对计时器进行启动和控制等功能，这样就可以将一些计时参数发送到子系统当中，子系统计时器能够按照提供的计时参数来对误差进行调整，进而保证的时钟的同步性。航空电子通信系统时钟同步设计技术能够为整个系统提供统一时间，除了能够大大提高操作效率以外，也较低了实施成本。
4.3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。
4.4航空电子全双工交换式以太网技术。
该技术主要是用于虚拟链路通信模式，最大程度保证通信带宽，另外还起到控制系统网络通信丢包概率及最大抖动情况。目前航空电子全双工交换式以太网技术主要在IEEE802．3、TCP/IP技术应用的基础上，结合特殊强制实时传输测量，在确保数据传输安全的同时，为系统确定性需求满足提供依据。在实际应用过程中，该技术拥有传输定时约定、实时性保证策略、绝对寻址测量等特点，主要应用于拓扑结构、硬件、软件等方面，在航空电子通信系统拓扑模型中，该技术能够，通过多交换机连接的模式，结合内部物理层和执行层实现系统规范的数据交互网络。
4.5天线技术。
为实现有效通信，在航空飞行器上会布置很多的电子通信设备来进行通信，而这些都建立在天先基础上，因此天线技术也是航空电子通信系统中不可或缺的关键技术。本文主要介绍高频天线、航向道天线以及RA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。航向道天线有两个元件分别负责向ILS系统的1#接受机和2#接收机提供的RF输入。其接收频率在108.1-111.95MHz之间，通信间隔为以频宽1/10的奇数位。最后RA天线其实是无线电高度表，一般设在飞机底部，通过收发信号完成对飞机到地面垂直距离的测量计算。
4.6航空电子通信系统故障清除技术。
故障清除技术也是航空电子通信系统中非常关键的技术问题，在运行过程中，由于存在很多外部干扰因素，就很容易对电子通信系统造成影响，出现故障，还有一些会使得硬件系统出现损害进而导致永久性故障。因此就需要对故障进行及时处理。总线控制器要对子系统进行故障全面性检查，有效排除故障，首先是总线控制器来对故障进行处理，当故障消失之后，作为临时性故障，如果故障依旧存在，则为永久性故障需要及时在总线控制器内部进行故障信息记录并上传，确保相应故障信息能够得到及时处理。
4.7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。在没有故障的前提下，根据故障系统的不同进行标识，例如有标志的位置可以设置标识，在进行反复的处理之后，为了避免航空通信系统中的故障发生，无论是偶然性临时故障还是永久性故障，可以同时建立档案，进行总线控制器的记录，当出现子系统下网之后进行周期性查询。
4.8航空电子全双工交换式以太网技术
该技术主要是用于虚拟链路通信模式，最大程度保证通信带宽，另外还起到控制系统网络通信丢包概率及最大抖动情况。目前航空电子全双工交换式以太网技术主要在IEEE802．3、TCP/IP技术应用的基础上，结合特殊强制实时传输测量，在确保数据传输安全的同时，为系统确定性需求满足提供依据。在实际应用过程中，该技术拥有传输定时约定、实时性保证策略、绝对寻址测量等特点，主要应用于拓扑结构、硬件、软件等方面，在航空电子通信系统拓扑模型中，该技术能够，通过多交换机连接的模式，结合内部物理层和执行层实现系统规范的数据交互网络。
5结束语
综上所述，对于航空系统而言，电子通信系统无疑是其中非常关键的一环，是确保飞机正常运行的重要基础保障，随着飞机各项功能和复杂性提升以及各项性能的不断提升，对于电子通信系统的要求也越来越高，因此就必须借助于更加先进的电子通信技术来完成相关工作内容，以确保飞机运行稳定，保障飞机飞行安全。
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作者简介：王文岐(1974年10月)，男，汉族，陕西汉中，高级工程师，本科，研究方向：飞机总体综合技术