軍用航空電子系統(tǒng)幾大關(guān)鍵趨勢(shì)（一）

眾所周知，軍用航空電子對(duì)半導(dǎo)體IC、電子元器件、連接器及電子系統(tǒng)有著非常苛刻的要求，目前，較為知名的主要軍用航空電子供應(yīng)商ADI、TI、Xilinx、英飛凌、Altera、MicroSemiconductor等。為發(fā)現(xiàn)未來(lái)主要技術(shù)脈絡(luò)及商機(jī)，故梳理軍用航空電子領(lǐng)域主要幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)新發(fā)展，包括導(dǎo)航系統(tǒng)，顯示器，COTS及電子結(jié)構(gòu)，期為讀者提供有益參考。

　　導(dǎo)航系統(tǒng)的新發(fā)展

　　軍用機(jī)和機(jī)載武器的導(dǎo)航仍以gps導(dǎo)航系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)占主導(dǎo)地位，導(dǎo)航系統(tǒng)正向更精、更輕、更小和價(jià)格更低的方向發(fā)展。

　　1 GPS的主要發(fā)展方向是提高其抗干擾能力

　　美國(guó)在1997年7月23日從卡納維拉爾角用0德?tīng)査?2（Delta 2）火箭發(fā)射了第一顆GPS 2R全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星。它是要發(fā)射的Navstar系列中的第42顆衛(wèi)星。

　　先前的一顆2R衛(wèi)星于1997年1月在發(fā)射時(shí)因運(yùn)載火箭爆炸面損毀。GPS 2R衛(wèi)星由洛克希德#馬丁公司研制，重2030千克。2R衛(wèi)星及其18顆以后的衛(wèi)星將能進(jìn)行6個(gè)月自主的操作，而不需要地面修正。

　　2R批次具有較大的余度及新的交聯(lián)測(cè)距能力，以提高精度。一旦6~8顆新的2R衛(wèi)星投入工作，GPS導(dǎo)航精度將從目前的10米提高到優(yōu)于6米。

　　第一顆Navstar GPS衛(wèi)星是1978年初發(fā)射的。Navstar衛(wèi)星的發(fā)展經(jīng)歷了第1批次、第2批次、2A批次和目前的2R批次，大約從2002年開(kāi)始將發(fā)射由波音公司制造的更加新的2F衛(wèi)星。

　　今后四年是太陽(yáng)活動(dòng)高峰時(shí)期，而GPS及其應(yīng)用是在太陽(yáng)特別溫和期間發(fā)展的，而且與2/2A衛(wèi)星的輸出功率比較，2R的輸出功率可能降低2~4分貝，制造差別也可使衛(wèi)星間的輸出功率最多相差2分貝。因此美國(guó)很擔(dān)心太陽(yáng)活動(dòng)高峰會(huì)使電離層起伏而引起導(dǎo)航誤差，甚至造成GPS信號(hào)的中斷，特別是關(guān)心飛機(jī)在進(jìn)近期間所接收GPS信號(hào)可能受到破壞。

　　此外，隨著航空對(duì)GPS依賴的增加，軍用和民用航空用戶關(guān)于系統(tǒng)受到非故意的干涉和故意的干擾的擔(dān)心正在上升。軍方對(duì)GPS的抗干擾能力特別關(guān)心，敵方將會(huì)干擾GPS，試圖使來(lái)襲的導(dǎo)彈迷航，而且武器離目標(biāo)越近，它要對(duì)抗的干擾信號(hào)也越強(qiáng)。

　　美國(guó)國(guó)防預(yù)研計(jì)劃局（DARPA）提高GPS抗干擾性的一個(gè)嘗試正集中于研制一種小到足以裝在新的接收機(jī)中的原子鐘。目前的原子鐘比研制中的光纖陀螺 （FOG）慣導(dǎo)/GPS組件大得多，但預(yù)計(jì)不久將會(huì)做得很小。導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部中由原子鐘提供的精確時(shí)間，將會(huì)在信號(hào)中斷以后，加速GPS重新截獲衛(wèi)星。有原子鐘可在不到1分鐘內(nèi)拾取衛(wèi)星信號(hào)，而沒(méi)有原子鐘就需要幾分鐘。

　　提高抗干擾能力的其他辦法是采用自適應(yīng)天線和新材料。GPS接收機(jī)對(duì)采用較好的自適應(yīng)零位操縱干擾技術(shù)來(lái)說(shuō)，需要0.8~1.2米直徑的天線。對(duì)導(dǎo)彈來(lái)說(shuō)，這個(gè)尺寸顯然太大。因而DARPA認(rèn)為，嵌在導(dǎo)彈蒙皮中的天線，即靈巧蒙皮是解決這個(gè)問(wèn)題的好辦法。

　　俄羅斯在1997年莫斯科航展上展出的一種GPS干擾機(jī)能阻止接收4個(gè)頻率的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)。干擾機(jī)重10~12千克，發(fā)射的功率足以抑制數(shù)百千米以內(nèi)接收機(jī)的正常工作。它具有4個(gè)固定頻率的振蕩器，而這4個(gè)頻率是GPS和GLONASS發(fā)射的信號(hào)所使用的。干擾機(jī)的功率放大器在1200~1650兆赫頻帶中具有4瓦的功率。美國(guó)空軍將購(gòu)買(mǎi)8個(gè)干擾機(jī)，以便在埃格林空軍基地進(jìn)行分析，找出對(duì)付它的辦法。

　　2 慣導(dǎo)和更小和價(jià)格更低的方向發(fā)展

　　光纖陀螺的優(yōu)點(diǎn)是尺寸小、重量輕、成本低和可靠性高， 很適合用在精密制導(dǎo)武器低價(jià)組合式GPS-慣導(dǎo)