射頻綜合淺析

谷 瑞，朱慧惠，鄭 昕

（航空工業(yè)西安飛機工業(yè)集團有限公司，西安 710089）

0 引言

在航空電子領(lǐng)域，一般把飛機上的雷達、電子戰(zhàn)和通信、導(dǎo)航、識別（CNI）等射頻功能設(shè)備統(tǒng)稱為航空電子系統(tǒng)射頻傳感器，是飛機借以感知外界信息的重要系統(tǒng)。現(xiàn)代飛機作戰(zhàn)需求逐漸由單任務(wù)平臺效能向多任務(wù)平臺綜合效能進行轉(zhuǎn)變，從單機作戰(zhàn)到單兵種協(xié)同作戰(zhàn)再到網(wǎng)絡(luò)中心作戰(zhàn)，作戰(zhàn)樣式的變化使信息化高技術(shù)戰(zhàn)爭中各作戰(zhàn)平臺上射頻傳感器數(shù)量急劇增加，導(dǎo)致天線數(shù)目增多，致使飛機RCS 增大，維護困難。傳統(tǒng)獨立松散形式的射頻系統(tǒng)已難以適應(yīng)未來的信息化高技術(shù)戰(zhàn)爭的要求，這就對射頻綜合技術(shù)提出了更高的要求。

通過射頻綜合技術(shù)，現(xiàn)代大多軍用飛機的射頻系統(tǒng)已經(jīng)不再是一個個分立的電子設(shè)備，而是一個具有綜合管理和控制、資源共享和統(tǒng)一調(diào)度的系統(tǒng)。這個綜合系統(tǒng)具有安全、多通道、多頻段話音通信及無線電導(dǎo)航能力，在提高系統(tǒng)資源利用率的同時，使傳感器的管理成本、體積、功耗得到降低。

1 射頻系統(tǒng)綜合化簡介

隨著高度綜合化系統(tǒng)的不斷發(fā)展，射頻綜合范疇從僅僅通信、導(dǎo)航、識別功能的綜合擴展到了所有射頻傳感器功能的綜合以及包含部分任務(wù)系統(tǒng)功能的綜合以實現(xiàn)系統(tǒng)物理綜合、資源管理及信息融合的最終目標(biāo)。

1.1 綜合內(nèi)涵

射頻系統(tǒng)綜合內(nèi)涵包括資源綜合、功能綜合和信息綜合。

資源綜合是指統(tǒng)籌設(shè)計，采用天線綜合化設(shè)計，射頻前端及信道小型化、通用化設(shè)計和基于軟件定義功能的信號處理、數(shù)據(jù)處理等方法提供最優(yōu)的資源配置。通過每個傳感器內(nèi)部資源功能的劃分，可以看出傳感器的功能橫向可劃分為：孔徑、接收器、預(yù)處理、傳感器處理和任務(wù)處理，可采用通用標(biāo)準(zhǔn)模塊實現(xiàn)射頻的資源共享，通過重構(gòu)完成不同傳感器的功能。

在系統(tǒng)進行資源綜合后，可在平臺內(nèi)實現(xiàn)射頻兼容、隱身等優(yōu)勢，在體系內(nèi)實現(xiàn)協(xié)同探測、協(xié)同攻擊和協(xié)同防御等優(yōu)勢。面向用戶體驗和作戰(zhàn)需求，可提供最優(yōu)的傳感器配置，在獨立傳感器的基礎(chǔ)上，通過綜合管控大幅提升新的系統(tǒng)能力。

信息綜合是為了提供最優(yōu)信息，隨著戰(zhàn)場環(huán)境和任務(wù)需求越來越復(fù)雜，平臺獲取的信息數(shù)量越來越大，通過信息綜合處理和統(tǒng)一管控實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)態(tài)勢生成、多源數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、互補信息綜合、冗余信息融合等功能，提取出最優(yōu)信息，為指揮者提供輔助決策進而支持智能決策。

1.2 綜合途徑

射頻系統(tǒng)綜合途徑主要包括天線孔徑綜合、射頻前端綜合、信號信息處理資源綜合、時間頻率統(tǒng)一、虛擬傳感器功能、射頻兼容和傳感器調(diào)度管理。從天線資源復(fù)用、共用、重構(gòu)，到硬件資源高度集成、傳感器功能擴展、備份、重構(gòu)、射頻隱身、射頻兼容、傳感器管理等各方面進行綜合設(shè)計，從而實現(xiàn)射頻系統(tǒng)資源、功能及信息綜合化。

對天線進行孔徑綜合化設(shè)計，可從寬帶、多功能、共孔徑三個方面開展。其中，寬帶設(shè)計是指天線不按照功能劃分，而是通過寬帶設(shè)計，實現(xiàn)多個功能共用一副天線；多功能設(shè)計是指多個頻段接近的功能共用天線，通過射頻管控及傳感器管理技術(shù)，保證多個功能兼容使用；共孔徑設(shè)計是指物理上多個天線共孔徑安裝，減少散射源及安裝維護口蓋。

射頻系統(tǒng)綜合化的核心是對射頻前端進行綜合，除要實現(xiàn)射頻接收和發(fā)射通道的共用外，綜合的核心和實質(zhì)就是要采用開放式的射頻體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)射頻通道的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，提高射頻通道的容錯和重構(gòu)能力。

2 結(jié)束語

現(xiàn)代航空電子技術(shù)及作戰(zhàn)需求飛速增長，飛機平臺上通信、CNI、電子戰(zhàn)等各類功能的射頻系統(tǒng)數(shù)量也越來越多，RCS 增大、電磁干擾嚴(yán)重、體積功耗增加、天線林立等問題大大局限了各系統(tǒng)功能、性能的充分發(fā)揮。射頻綜合技術(shù)成功地將原各自完成電子戰(zhàn)、電子偵察、目標(biāo)識別與跟蹤、通信、綜合態(tài)勢等功能的分立射頻系統(tǒng)進行高度集成，使其通用化、模塊化、一體化，從而有效優(yōu)化了上述問題，并且通過資源、功能、數(shù)據(jù)的共享還可提升電子戰(zhàn)、通信等系統(tǒng)的協(xié)同偵查、定位能力，進一步提升平臺射頻系統(tǒng)的綜合能力，提升平臺總體作戰(zhàn)能力，因此，射頻綜合技術(shù)將成為新型作戰(zhàn)飛機的發(fā)展趨勢。