教練機機載通訊系統構型研究

張翠青，喻虹娜，陳曉冬，李 迪，李 維

（中航工業洪都，江西南昌330024）

0 引言

機載通訊系統主要負責飛機與飛機之間、飛機與地面塔臺之間的通訊聯絡，從而確保飛行指揮中心能實時掌控飛機的狀態，規劃好飛行航路，及時有效應對突發事件。對于雙座教練機的機載通訊系統，除實現以上聯絡外，還包括機上飛行員之間的通話。因此，機載通訊系統是保證飛機計劃任務順利完成甚至保障飛行安全的重要機載設備。

機載通訊系統主要包括機載無線電臺和機內通話器，其主體是機載無線電臺，是飛機與地面、飛機與艦艇、飛機與飛機之間通信聯絡的主要工具。機內通話器用于機內飛行人員相互通話，并可通過它接通機載電臺，實施對外通信聯絡。有的還可通過設在飛機外部的插孔，在飛機起飛前與地面人員通話。目前，常規的機載通訊系統構型一般由電臺收發機、電臺控制盒、機內通話器及相應的收發天線組成。但這種構型下的機載通訊系統一般工作在甚高頻段的單波段，無法滿足一些用戶軍民兩用機場的使用要求。因為為了實現通訊保密，在大多軍民合用機場的用戶地，其飛機上都配備了兩部獨立電臺來解決保密通訊的問題。加裝兩部獨立電臺就意味著在目前的通訊系統構型復制一套，即是兩部電臺主機、四個電臺控制盒和兩根天線，但這樣簡單的復制帶來的問題就是組成部件多，可靠性低，系統綜合化程度不高，如對于設備艙和座艙空間有限的小型飛機來說，要實現如此多部件的安裝是非常困難的。

因此，為了滿足用戶的實際使用需要，必須對教練機通訊系統構型進行針對性地研究，根據用戶的不同需求和不同的承受力選擇適宜的通訊系統配置。

1 飛機通訊系統的常規構型

機載通訊系統主要包括機載電臺和機內通話器。

機載甚高頻電臺一般由電臺收發機、電臺控制盒以及相應頻段的收發天線組成，典型的組成框如圖1所示。

若飛機上通訊系統由多部電臺組成，則組成框如圖2所示。

圖1 典型機載甚高頻電臺通訊系統組成框

圖2 多部電臺通訊系統組成框

對于串雙座教練機，機載電臺的基本構型一般為：一部電臺收發主機、兩件電臺控制盒（前后艙各一件）和一根收發天線。構型框如圖3所示。

圖3 教練機典型通訊系統組成框

通常所用的通訊系統構型中電臺收發機與控制盒是一一對應的，即一個控制盒控制一臺收發機，對于串座教練機，由于具有前后兩個座艙，因此前后艙內都必須配備控制盒對收發機進行控制，但在同一時刻收發機仍然是由一個控制盒來控制，即要么是前艙控制盒，要么是后艙控制盒。如果此時要實現雙電臺的配置，按照常規構型，教練機只有配備四個控制盒和兩臺收發機來實現，對于原本空間有限的小型飛機來說，是無法實現的。

2 基于教練機的雙電臺通訊系統構型研究

2.1 VHF/UHF備份雙電臺系統

VHF/UHF備份雙電臺系統是由兩部全頻段電臺收發機、1根VHF/UHF雙頻段天線、1個電臺轉換盒和前后艙兩個電臺控制盒組成(圖4）。

在此構型下的雙電臺系統僅僅將電臺收發機進行了雙余度配置，即一部工作，一部備份，解決了其中一部出現故障時，可啟用備份收發機來保障通訊正常進行。兩臺收發機之間的切換通過電臺轉換開關實現。

圖4 VHF/UHF備份雙電臺系統構型

此構型下，為機載通訊系統配備了兩臺相同的收發信機，在收發機選擇開關的作用下，飛行員可以任意在兩部收發機之間進行選擇切換，提高了通訊系統的可靠性。

考慮到教練機串座的特點，避免前后艙飛行員選擇電臺時的沖突，設置了主從開關，使電臺轉換的控制權受電臺主從開關的控制，即當主從開關置于主位時，前艙電臺轉換開關將失效，控制電臺轉換由后艙飛行員完成；當主從開關離開主位時，后艙電臺轉換開關將失效，控制電臺轉換由前艙飛行員完成。

2.2 VHF雙電臺系統

VHF雙電臺系統是由兩臺VHF電臺收發機、兩個電臺控制盒、一個電臺轉換和、一根VHF/UHF組合天線和一根VHF天線組成（圖5）。

在此構型下的雙電臺系統通過電臺轉換盒，實現了前后艙飛行員分別通過電臺控制盒控制任意一套電臺選用不同頻率分別與地面或空中進行聯絡，即實現了飛行員選擇A電臺，能聽到地面臺聲音并能與地面臺通話，飛行員選擇B電臺，可以與空中飛機之間通話，同時聽到地面臺的聲音，若此時飛行員需要與地面臺通話時，再次選擇A電臺。當一部電臺收發機出現故障，另一部電臺收發機可作為單電臺通訊系統完成聯絡任務。

2.3 VHF+UHF雙頻段雙電臺系統

VHF+UHF雙頻段雙電臺系統由兩部VHF/UHF電臺收發機、1根VHF/UHF雙頻段天線、1根VHF天線、兩個電臺控制盒組成（圖6）。

圖5 VHF雙電臺系統構型圖

在此構型下的雙電臺系統可以實現前、后艙飛行員利用電臺控制盒，通過不同電臺，用不同的頻率同時與地面或空中進行聯絡。

圖6 VHF+UHF雙頻段雙電臺系統構型圖

3 結論

綜上所述，三種不同的機載通訊系統構型滿足了不同用戶的不同層次的使用需求。

很顯然，第一和第二種構型下的通訊系統實現比較簡單，功能也不如第三種構型下的通訊系統完善，主要針對一些對裝備使用要求不高且費用開支受限的用戶。第三種構型下的機載通訊系統在設計中運用了數字化調制解調技術、單片機技術和模塊化設計技術，系統控制邏輯設計更趨合理性，滿足系統綜合化設計的發展趨勢，面向的應該是對設備功能使用要求比較高的高端用戶群。

[1]張威虎，楊延寧，張富春.軟件無線電技術的現狀與發展趨勢.現代電子技術,2006,13(228).

[2]沈越泓，高媛媛，魏以民.通訊原理.2004.