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飞行器内部信息交互无缆化需求分析和体系构想

张翠平;卢宁宁;张海鹏

【摘要】传统的无人/载人航天器、航空器主要通过数据总线完成内部信息交互.但

这种有缆通信方式不仅增加了航天器的体积和重量,而且降低了系统的安全性和灵

活性,不便于设备的快速组装与集成测试.提出了一种适于飞行器内部信息交互的无

缆化通信方式,通过归纳对比国内外典型技术方案,针对狭小、紧凑封闭空间中的信

道特征以及复杂电磁环境的特点,分析了飞行器内无缆信息交互的技术挑战和研究

需求,最终形成包括总体架构构想及组网、接入和传输关键技术在内的研究思路,为

我国航空航天无缆化通信提供参考.

【期刊名称】《无线电工程》

【年(卷),期】2017(047)008

【总页数】5页(P9-13)

【关键词】飞行器内部;无缆化;数据总线;弹性组网;高速通信;混合接入

【作者】张翠平;卢宁宁;张海鹏

【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081;中国电

子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081;中国电子科技集团公司第五

十四研究所,河北石家庄050081

【正文语种】中文

【中图分类】TN927.2

AbstractThetraditionalinternalinformationexchangein

unmanned/mannedspacecraftandaircraftiscompletedbydata

bus.Howeverthedisadvantageofthiscablecommunicationis

obvious,suchasincreasedspacecraftvolumeandweight,decreasedsystem

securityandflexibilityandinconvenientequipmentquickassemblyand

measurement.Comparedwithtypicaltechnicalsolutionsathomeand

abroad,thispaperproposesanewtypeofwirelessinternalinformation

exchangeinflightvehicle.Basedonchannelcharacteristicsincompact

enclosedspaceandcomplexelectromagneticenvironment,thetechnical

challengesandresearchrequirementsareanalyzed,andthesystem

solutionisfinallyproposed,includingoverallarchitecture

assumption,networking,access,andtransmission.Thisworkcouldprovide

thereferenceforaerospacewirelesscommunications.

Keywordsintraflightvehicle;wireless;databus;flexiblenetwork;high-speed

communication;mixedaccess

目前，在飞机、卫星和载人航天器中，一般使用航空数据总线，在航电设备、载荷

系统、飞行系统和控制系统之间实现信息交互[1-7]。这种技术经过多年的实践应

用，因具有可靠性、确定性、实时性和安全性等特点而被广泛采用。但是，随着航

空航天技术的进步，以及人类探索空间需求的发展，这种基于有缆的信息交互方式

表现出严重不足：一是增加了飞行器重量，增加了设计复杂度，不利于升级换代。

航天器内部有线线缆(涵盖数据线缆和传能电缆)及其固定防护措施的重量大约是航

天器干重的7%～8%。这不仅增大了飞行器的重量，而且使得电子系统的设计复

杂度越来越大，系统升级越来越困难。二是安全性差，不易维护。线缆布局极为复

杂，一旦发生防护层破裂、导线折断等临时安全故障，维修难度较大，且容易造成

严重的安全事故。航空电子总线会引入大量的耦合器、连接器，这进一步增大了出

现安全故障的概率。

因此，为了解决有缆信息交互方式存在的问题，美国、欧盟、俄罗斯以及ITU等

国际组织都开展了大量的无缆通信组网技术研究，试图以无线通信取代航空数据总

线。由于飞行器