航空航天信息概論第2講機(jī)載通信系統(tǒng)

機(jī)載通信系統(tǒng)機(jī)載通信的歷史無線電通信是利用無線電波來傳輸信息，它起源于19世紀(jì)末。1864年，英國人麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，并證明了它在真空中是以光速傳播的。德國人赫茲于1887年用實(shí)驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)了電磁波的產(chǎn)生和接收。1895年，意大利人馬可尼和俄國人波波夫分別進(jìn)展了無線電通信實(shí)驗(yàn)，并研制成功無線電收發(fā)信機(jī)。1918年。無經(jīng)電電報(bào)通信進(jìn)入實(shí)用化。此后，無線電通信就迅速開展起來了。機(jī)載通信的歷史1931年，在英國多佛爾和法國加萊之間建立了世界上第一條超短波接力通信線路。20世紀(jì)50年代，出現(xiàn)了1GHz以下頻段的小容量微波接力通信系統(tǒng)；70年代，數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)逐步完善。80年代，毫米波波段開場用于接力通信。1952年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室首先提出對流層散射超視距通信的設(shè)想，60年代以后.散射通信得到了很大的開展。機(jī)載通信的歷史早在1945年，英國人克拉克提出了利用地球靜止軌道衛(wèi)星通信的設(shè)想。1957年10月，蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星。1958年，美國發(fā)射了世界上第一顆通信衛(wèi)星“斯科爾〞，開場了衛(wèi)星通信的試驗(yàn)階段。1965年，美國發(fā)射對地靜止衛(wèi)星“國際通信衛(wèi)星〞1號(hào)(又名“晨鳥〞)以及蘇聯(lián)發(fā)射對地非靜止衛(wèi)星“閃電〞1號(hào)的成功，標(biāo)志著衛(wèi)星通信進(jìn)入實(shí)用階段；機(jī)載通信的歷史70年代，衛(wèi)星通信迅速開展，以解決遠(yuǎn)距離、大容量為主，主要開展國際衛(wèi)星通信，少數(shù)國家相繼建立了國內(nèi)衛(wèi)星通信系統(tǒng)；80年代，衛(wèi)星通信向各應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，許多國家陸續(xù)建成了國內(nèi)或區(qū)域衛(wèi)星通信系統(tǒng)；90年代，衛(wèi)星通信向著甚小孔徑衛(wèi)星終端(VSAT)、小容量、專用網(wǎng)通信和移動(dòng)通信的方向開展。根底知識(shí)-射頻頻譜以下圖是頻率范圍為10kHz至10GHz的射頻(RF)頻譜的簡化形式，該頻譜的開展歷經(jīng)了60年，覆蓋了多數(shù)民用飛機(jī)通信系統(tǒng)和導(dǎo)航設(shè)備的工作范圍。由于軍用飛機(jī)還裝備了攻擊雷達(dá)、電子戰(zhàn)和紅外傳感器，因此，頻譜范圍更寬。頻譜的寬頻覆蓋范圍和無線電波傳播的特點(diǎn)意味著不同設(shè)備的性能隨著工作環(huán)境的改變而改變。簡化的射頻頻譜—民用射頻頻段的大致分類名稱簡稱頻率甚低頻VLF3~30kHz低頻LF30~300kHz中頻MF300~3000kHz(3MHz)高頻HF3~30MHz甚高頻VHF30~300MHz特高頻UHF300~3000MHz(3GHz)超高頻SHF3~30GHz極高頻EHF30~300GHz射頻頻段的大致分類一些較高的頻率被進(jìn)一步細(xì)分，每個(gè)頻段以一個(gè)字母標(biāo)識(shí)。這種劃分方法不是連續(xù)的，多個(gè)頻段可以穿插重疊的。這種標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，是過去的一種劃分方法，它把波段按類似屬性進(jìn)展分類。高頻頻段的字母標(biāo)識(shí)字母標(biāo)識(shí)頻率范圍/GHzL0.39~1.55Ls0.90~0.95S1.55~5.20C3.90~6.20X5.20~10.90Xb6.25~6.90K10.90~17.25Ku15.35~17.25Ka33.00~36.00Q36.00~46.00航空通信航空通信是現(xiàn)代飛機(jī)航空電子系統(tǒng)的重要組成局部，用于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)與地面、飛機(jī)與飛機(jī)之間以及飛機(jī)與其他平臺(tái)之間的通信聯(lián)絡(luò)，主要傳輸語音和數(shù)據(jù)信息。航空通信分民用和軍用系統(tǒng)。民用航空通信一般民用飛機(jī)的通信系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)與地面電臺(tái)之間、飛機(jī)與其他飛機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)，也用于飛機(jī)內(nèi)機(jī)組人員之間的通話、播送、話音記錄以及向旅客提供娛樂視聽效勞等。民用航空通信目前，民航飛機(jī)裝備的通信系統(tǒng)有甚高頻通信(VeryHighFrequency,VHF)、高頻通信(HighFrequency,HF)、選擇呼叫(SelectiveCalling,SELCAL)和音頻系統(tǒng)四大類。VHF系統(tǒng)是最重要的飛機(jī)無線電通信系統(tǒng)，是視距傳輸系統(tǒng)，用于飛機(jī)在起飛著陸期間以及飛機(jī)通過管制空域時(shí)與地面交通管制人員之間的雙向話音通信。HF系統(tǒng)是一種機(jī)載遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，利用天波傳播，通信距離可達(dá)數(shù)千千米，用于在遠(yuǎn)程飛行時(shí)保持飛機(jī)與地面電臺(tái)或與其他飛機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。SELCAL系統(tǒng)是供地面人員向某一指定的飛機(jī)進(jìn)展呼叫的機(jī)載設(shè)備，它不是一種獨(dú)立的通信系統(tǒng)，是配合VHF和HF系統(tǒng)工作的。音頻系統(tǒng)指機(jī)內(nèi)的通話、播送、錄音等系統(tǒng)。軍用航空通信軍用通信與民用不同，它在抗干擾、抗毀、機(jī)動(dòng)、靈活及保密等方面有更高的要求。軍用航空通信有多種分類方法:1.地一空通信與空一空通信2.短波通信、超短波通信和微波通信3.常規(guī)通信與抗干擾通信地一空通信與空一空通信地一空通信指地面與飛機(jī)之間的通信，空一空通信指飛機(jī)與飛機(jī)之間的通信。它們是對飛機(jī)指揮引導(dǎo)的最主要的通信手段，也是飛機(jī)作戰(zhàn)、訓(xùn)練中的根本通信方式。主要使用甚高頻和特高頻(UltraHighFrequency,UHF)頻段，進(jìn)展視距通信，通信距離一般在350km以內(nèi)。對于超視距遠(yuǎn)程作戰(zhàn)飛機(jī)、直升機(jī)以及低空突防的飛機(jī)，也使用短波通信。預(yù)警機(jī)、空中指揮機(jī)等大型飛機(jī)還裝備有衛(wèi)星通信設(shè)備。短波通信、超短波通信和微波通信由于空軍通信既有近距離通信又有遠(yuǎn)距離通信，既有航空通信又有地面通信，還有衛(wèi)星通信和與其他軍兵種之間的協(xié)同通信。因此，使用的通信頻段十分寬廣，有短波、超短波甚至微波的通信。常規(guī)通信與抗干擾通信為了對抗現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的電子攻擊，先進(jìn)的空軍通信系統(tǒng)應(yīng)具有抗千擾能力?？垢蓴_通信設(shè)備一般同時(shí)還具備非抗干擾的常規(guī)通信能力，未遭遇敵方干擾時(shí)可不必經(jīng)常使用抗干擾通信方式工作。短波通信短波通信是指利用頻率為3MHz-30MHz的電磁波進(jìn)展的無線電通信。與其他通信手段相比，短波通信有通信距離遠(yuǎn)、機(jī)動(dòng)性好、生存能力強(qiáng)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是有效而經(jīng)濟(jì)的遠(yuǎn)程通信手段。短波通信短波波段主要以天波的方式傳播。天波依靠電離層對電波的反射，可建立上千千米的遠(yuǎn)距離通信鏈路。短波信道除自由空間傳播損耗外，還有電離層吸收損耗、地面反射損耗和系統(tǒng)額外損耗等附加損耗。在短波通信信道中還存在著干擾，主要有大氣噪聲、工業(yè)干擾和其他電臺(tái)的干擾。這些傳播的特性也是短波通信的致命弱點(diǎn)。因?yàn)殡婋x層是時(shí)變色散信道，其傳輸特性隨不同的季節(jié)和晝夜隨機(jī)地變化，衰落嚴(yán)重。系統(tǒng)易受電離層騷擾，并由于傳輸?shù)姆较蛐匀醵妆粩撤礁`聽和截獲等。因此，當(dāng)20世紀(jì)60年代衛(wèi)星通信崛起之后，短波通信的研究和使用曾走入低谷。短波通信然而，衛(wèi)星通信也存在易受干擾和攻擊的弱點(diǎn)，不能充分保證在戰(zhàn)爭中通信設(shè)備的生存性。20世紀(jì)80年代以來，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的開展，人們找到了改善短波信道傳輸可靠性及擴(kuò)展短波信道容量的方法，使短波通信技術(shù)進(jìn)入了復(fù)興時(shí)期。短波通信提高短波通信的質(zhì)量，自適應(yīng)技術(shù)是關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)需要解決兩個(gè)方面的問題:第一，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地探測和估算短波線路的信道特性，即實(shí)時(shí)信道估值技術(shù);第二，實(shí)時(shí)、最正確地調(diào)整系統(tǒng)的參數(shù)以適應(yīng)信道的變化，即自適應(yīng)技術(shù)。短波通信由于系統(tǒng)構(gòu)造和參數(shù)的復(fù)雜性，短波自適應(yīng)的含義很廣，包括自適應(yīng)選頻、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)、自適應(yīng)跳頻、自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率、自適應(yīng)功率控制、自適應(yīng)零位天線、自適應(yīng)誤差控制等。這些自適應(yīng)技術(shù)的不斷開展和應(yīng)用，使短波通信逐步抑制自身的弱點(diǎn)，在傳輸速率、傳輸可靠性和抗干擾、抗截獲等各方面都獲得了較大的提高。短波通信短波通信系統(tǒng)一般組成，如下圖。

短波通信代表性的機(jī)載短波自適應(yīng)跳頻電臺(tái)有美國的AN/ARC-190和AN/ARC-217等。AN/ARC-217機(jī)載短波自適應(yīng)跳頻電臺(tái)的工作頻率2MHz一30MHz，頻道間隔100Hz，工作方式為上、下邊帶話音或數(shù)據(jù)，慢速跳頻，發(fā)射機(jī)輸出功率200W，總重量17.3kg。目前，國外已著手解決短波通信的盲區(qū)，將短波電臺(tái)也用于近距離戰(zhàn)術(shù)通信特別是100km以內(nèi)的地一空通信。超短波通信超短波通信的頻率覆蓋30MHz至幾個(gè)GHz的VHF和局部UHF頻段。超短波信號(hào)主要靠直線方式傳輸，稱為視距通信。當(dāng)飛機(jī)高度為10000米，地面天線高度為15m時(shí)，受地球曲率影響，視距大約為400km。這樣，超短波地一空最大通信距離一般為350km左右。超短波通信的工作頻帶較寬，可以傳輸多路話音和高速率數(shù)據(jù)信號(hào)。超短波通信超短波電臺(tái)的組成如下圖。

超短波通信發(fā)信通道主要由音頻信號(hào)處理局部、鎖相環(huán)調(diào)頻單元、功放、濾波輸出單元電路組成，其作用是將音頻信號(hào)放大后送至鎖相環(huán)對壓控振蕩器vco調(diào)制，形成調(diào)頻波，再進(jìn)展功率放大，濾波后輸出到天線。接收通道主要由高放、變頻(一般為二次變頻)組成，鑒頻解調(diào)出音頻信號(hào)，經(jīng)音頻放大推動(dòng)耳機(jī)或揚(yáng)聲器。超短波通信頻率合成器一般為數(shù)字頻率合成器，在發(fā)射時(shí)完成調(diào)頻功能，在接收時(shí)完成產(chǎn)生兩個(gè)本振信號(hào)的任務(wù)，在邏輯控制單元或跳頻保密單元的控制下改變其中心頻率。邏輯控制局部是由微處理器及一些外設(shè)電路組成的控制電路，根據(jù)操作人員指令的需要對整機(jī)實(shí)施控制和管理。在跳頻狀態(tài)可以與跳頻單元交換信息，實(shí)現(xiàn)跳頻通信的工作方式。超短波通信在現(xiàn)代超短波電臺(tái)中普遍采用跳頻工作方式，有些電臺(tái)還實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)跳頻通信，跳頻速度是跳頻通信的重要指標(biāo)，跳速越高其抗電子干擾、抗截獲、抗竊聽的性能越好?？紤]到“三軍〞協(xié)同通信能力的需要，多頻段、多功能和一機(jī)多用已經(jīng)成了機(jī)載電臺(tái)追求的目標(biāo)。為使航空超短波通信頻段內(nèi)能容納更多的電臺(tái)工作，相繼出現(xiàn)了頻道間隔為50kHz、25kHz的超短波機(jī)載電臺(tái)。超短波通信20世紀(jì)80年代，美國研制了4頻段VHF/UHF機(jī)載電臺(tái)(30MHz一88MHz,108MHz一156MHz,156MHz一174MHz和225MHz-400MHz)AN/ARC一182，4個(gè)工作頻段覆蓋了空、海、陸“三軍〞戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)使用的工作頻段，較好地實(shí)現(xiàn)了與陸軍、海軍的協(xié)同通信。美軍還于20世紀(jì)90年代開場了一項(xiàng)名為“易通話〞的軍事通信設(shè)備研制方案，采用開放式模塊構(gòu)造技術(shù)，研制多功能軍用無線電臺(tái)，波形可與現(xiàn)有的15種電臺(tái)兼容，能同時(shí)與其中任意4種電臺(tái)通信，用以取代現(xiàn)有的多種軍用電臺(tái)，解決“三軍〞電臺(tái)多頻段、多工作方式的互通問題。數(shù)據(jù)通信機(jī)載數(shù)據(jù)通信大約始于20世紀(jì)50年代。在這之前，飛機(jī)與飛機(jī)之間、飛機(jī)與地面之間用話音相互傳遞信息。隨著飛機(jī)性能的不斷提高，戰(zhàn)場敵我態(tài)勢瞬息萬變，戰(zhàn)機(jī)稍縱即逝，話音通信方式已不能滿足實(shí)時(shí)掌握戰(zhàn)場態(tài)勢的要求。特別是雷達(dá)、各種傳感器高速開展，大量的情報(bào)再也無法用話音來傳送，機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菫榱税l(fā)送和接收數(shù)據(jù)而把兩點(diǎn)連接起來的方法。數(shù)據(jù)鏈包括發(fā)送和接收數(shù)據(jù)終端，以及控制數(shù)據(jù)傳輸過程的鏈路協(xié)議。機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路的根本作用是保證編隊(duì)內(nèi)各個(gè)單元之間迅速交換情報(bào)資料，實(shí)時(shí)監(jiān)視戰(zhàn)場態(tài)勢，提高編隊(duì)的相互協(xié)同能力和作戰(zhàn)效能。機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路從應(yīng)用角度可大致分為三類:第一類是以搜集和處理情報(bào)、傳輸戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)、共享資源為主的數(shù)據(jù)鏈路。如北約的4號(hào)數(shù)據(jù)鏈路、11號(hào)數(shù)據(jù)鏈路等。這種數(shù)據(jù)鏈路，通常要求較高的數(shù)據(jù)速率和較低的數(shù)據(jù)誤碼率，電子偵察機(jī)和預(yù)警機(jī)等一般選用這種數(shù)據(jù)鏈路。機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路第二類是以常規(guī)通信命令的下達(dá)，戰(zhàn)情的報(bào)告、請示、勤務(wù)通信以及空中戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)的引導(dǎo)指揮等為主的數(shù)據(jù)傳輸。這種數(shù)據(jù)鏈路通常要求的數(shù)據(jù)率不高，但一定要數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和可靠。殲擊機(jī)、轟炸機(jī)、武裝直升機(jī)等一般采用這樣的數(shù)據(jù)鏈路。機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路第三類是綜合型機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路。這種數(shù)據(jù)鏈路既具有搜集和處理情報(bào)、傳輸戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)、共享資源的作用，同時(shí)也具有命令下達(dá)、戰(zhàn)情報(bào)告、請示、勤務(wù)通信以及空中戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)引導(dǎo)指揮的功能，甚至能同時(shí)實(shí)時(shí)傳送數(shù)字話音。如北約的16號(hào)數(shù)據(jù)鏈路。這種數(shù)據(jù)鏈路不僅傳送速率高，而且還具有抗干擾和保密的功能，是當(dāng)前機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路的主流。常用的數(shù)據(jù)鏈路4A數(shù)據(jù)鏈路(Link4A)。4A數(shù)據(jù)鏈路是北約國家使用的名稱，美國稱為TADIL一C。它是一個(gè)半雙工的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，主要技術(shù)指標(biāo)如下:工作頻段UHF頻段;數(shù)據(jù)傳輸速率5kb/s;調(diào)制方式頻移鍵控(FSK);網(wǎng)絡(luò)工作方式點(diǎn)名呼叫;過失控制采用奇偶校驗(yàn)碼，具有查出奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤的能力。該數(shù)據(jù)鏈主要用于控制殲擊機(jī)，如美國海軍F一14艦載飛機(jī)。其主要問題是不加密，也沒有抗干擾能力。常用的數(shù)據(jù)鏈路11號(hào)數(shù)據(jù)鏈路(Link一11)。11號(hào)數(shù)據(jù)鏈路是北約的名稱，美國稱為TADIL一A，它是一種半雙工的，以主從工作方式進(jìn)展輪流詢問、應(yīng)答，并在主控站的管理下進(jìn)展組網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)鏈路，其主要指標(biāo):工作頻段HF頻段、UHF頻段;數(shù)據(jù)傳輸速率1.36kb/s,2.25kb/s;調(diào)制方式4相DPSK+SSB(HF頻段),4相DPSK+FM(UHF頻段);網(wǎng)絡(luò)工作方式點(diǎn)名呼叫;糾錯(cuò)能力采用(30,24)漢明碼，能糾正單個(gè)錯(cuò)誤和檢測偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤。11號(hào)數(shù)據(jù)鏈路是目前地對空最主要的數(shù)據(jù)鏈路，也是目前使用最多的空一空數(shù)據(jù)鏈路，其主要問題是不加密，數(shù)據(jù)傳輸速率低，也沒有抗干擾能力。常用的數(shù)據(jù)鏈路

16號(hào)數(shù)據(jù)鏈路(Link一16)。是一種采用碼分多址，具有擴(kuò)、跳頻抗干擾能力的數(shù)據(jù)通信鏈路標(biāo)準(zhǔn)，美國稱為TADIL一J，用于為美軍所有軍種和北約集團(tuán)各國提供聯(lián)合接口。其主要指標(biāo):工作頻段L頻段;數(shù)據(jù)傳輸速率28.8kb/s(1類端機(jī))，115.2kb/s(2類端機(jī));調(diào)制方式最小頻移鍵控(MSK);抗干擾方式直接序列擴(kuò)頻+跳頻;網(wǎng)絡(luò)工作方式TDMA;糾錯(cuò)能力采用(16,4)和(31,15)里德一所羅門碼，具有很強(qiáng)的糾突發(fā)錯(cuò)誤的能力。Link-4A,Link-11,Link-16之間的性能比較特性Link一11Link一4ALink一16數(shù)據(jù)功能目標(biāo)監(jiān)視、位置報(bào)告、電子戰(zhàn)、任務(wù)管理/武器協(xié)同對空控制目標(biāo)監(jiān)視、位置報(bào)告、電子戰(zhàn)、任務(wù)管理/武器協(xié)同、對空控制話音功能無無2個(gè)保密話音通道，126個(gè)子網(wǎng)/通道頻譜HF/UHFUHFLx波段系統(tǒng)吞吐量1.8Kb/s/網(wǎng)，可選4個(gè)網(wǎng)3.8kb/s/網(wǎng)最大1Mb/s接入?yún)f(xié)議輪詢命令/應(yīng)答TDMA相對導(dǎo)航無無有抗干擾無無有保密無無有超視距只有HF無有，通過中繼航空衛(wèi)星通信航空衛(wèi)星通信是一種高質(zhì)量遠(yuǎn)距離通信手段，不管飛機(jī)的位置如何，航空衛(wèi)星通信可以把高質(zhì)量的話音和數(shù)據(jù)傳遞給飛機(jī)。當(dāng)短波通信需要抑制質(zhì)量和距離的限制時(shí)，衛(wèi)星通信便顯示了它無可比較的優(yōu)越性。航空衛(wèi)星通信主要提供飛機(jī)與其他地球站之間的地一空通信業(yè)務(wù)。系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站和機(jī)載站等局部組成，機(jī)載站實(shí)際上是衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的移動(dòng)地球站。航空衛(wèi)星通信航空衛(wèi)星通信一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括在空間的通信衛(wèi)星、大量的地球通信站、公共話音和數(shù)據(jù)地面通信網(wǎng)絡(luò)，還有保證衛(wèi)星通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的測控系統(tǒng)和監(jiān)測管理系統(tǒng)。衛(wèi)星天線的波束覆蓋了全部地球通信站所在的地域，各通信站天線均指向衛(wèi)星，通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)來進(jìn)展通信。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，要求發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線有強(qiáng)大的發(fā)射功率和很高的天線增益，要求接收機(jī)有極高的靈敏度和極低的噪聲，因此必須用一些特殊的參數(shù)表征這些特性，下面是兩個(gè)重要的參數(shù)。航空衛(wèi)星通信等效各向同性輻射功率(EffectiveIsotropicRadiatedPower,EIRP)定義為發(fā)射機(jī)發(fā)射功率與發(fā)射天線增益的乘積，是一個(gè)表征地球站或衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射能力的參數(shù)。不難看出，EIRP表示的是發(fā)射天線在其方向圖的主方向上實(shí)際輻射出去的功率。EIRP表示了發(fā)送功率和發(fā)射天線增益的聯(lián)合效果，這一參數(shù)的值越大，地球站或轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射能力就越強(qiáng)。航空衛(wèi)星通信品質(zhì)因數(shù)(G/T)定義為接收天線增益‘與接收系統(tǒng)噪聲溫度T的比值，是一個(gè)表征地球站或衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收能力的技術(shù)指標(biāo)，能綜合反映接收系統(tǒng)的實(shí)際品質(zhì)。此值越大，地球站或衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的接收能力越強(qiáng)。航空衛(wèi)星通信的障礙因素同步衛(wèi)星位于36000km高空的同步軌道，在地球上接收到的信號(hào)非常微弱。對于地面上的固定站，可以采取增大天線口徑，采用噪聲系數(shù)低，但功耗、體積較大的器件來提高信噪比。但在高速飛行、有效載荷受限的軍用飛機(jī)上卻難以采用這些方法。航空衛(wèi)星通信的障礙因素飛機(jī)時(shí)而高速爬升、時(shí)而下降、時(shí)而轉(zhuǎn)彎，以及氣流引起的飛機(jī)顛簸等都會(huì)使天線的指向偏離衛(wèi)星所在的位置。在微波頻段，高增益定向天線的波束很窄，如在30/20GHz，天線的波束寬度約為20，為保證天線波束始終指向衛(wèi)星，機(jī)載天線的伺服機(jī)構(gòu)十分復(fù)雜。航空衛(wèi)星通信的障礙因素飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致多普勒頻移，多普勒頻移正比于飛機(jī)的飛行速度和系統(tǒng)的工作頻率。在30/20GHz頻段，假設(shè)飛機(jī)的速度為900km/h，那么所產(chǎn)生的多普勒頻差為25kHz。在窄帶通信系統(tǒng)中，25kHz的頻移將會(huì)嚴(yán)重干擾鄰近波道的工作。在信道速率比較低的通信系統(tǒng)中，多普勒頻移對信號(hào)的解調(diào)和恢復(fù)都將產(chǎn)生嚴(yán)重影響，使系統(tǒng)的誤碼率增高。航空衛(wèi)星通信的開展高性能器件的開展及高頻段衛(wèi)星通信的開發(fā)使機(jī)載衛(wèi)星通信設(shè)備的體積、重量不再是問題。開環(huán)跟蹤為機(jī)載衛(wèi)星天線的跟蹤開辟了新路。開環(huán)跟蹤實(shí)質(zhì)上是引導(dǎo)跟蹤，即是借助外部設(shè)備的數(shù)據(jù)將天線指向引導(dǎo)到衛(wèi)星所在的位置，這些外部設(shè)備可以是慣性導(dǎo)航設(shè)備或GPS等設(shè)備。機(jī)載衛(wèi)星通信對這些設(shè)備的要求是數(shù)據(jù)精度高、實(shí)時(shí)性好，現(xiàn)代的導(dǎo)航定位設(shè)備可以滿足這些要求。航空衛(wèi)星通信的開展至于多普勒頻移的問題，目前常采用兩種方法解決:一種方法是導(dǎo)頻法，即由地面站發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)頻率，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)后供機(jī)載站采用自動(dòng)頻率控制環(huán)進(jìn)展校正;另一種方法是利用機(jī)載慣導(dǎo)設(shè)備的數(shù)據(jù)，計(jì)算出飛機(jī)的速度，并由此對機(jī)載站的收發(fā)頻率進(jìn)展多普勒頻率校正。航空衛(wèi)星通信的開展衛(wèi)星通信為遠(yuǎn)程作戰(zhàn)飛機(jī)的指揮引導(dǎo)提供了可靠優(yōu)質(zhì)的通信保障。目前，主要在預(yù)警機(jī)、空中加油機(jī)、遠(yuǎn)程運(yùn)輸機(jī)、戰(zhàn)略轟炸機(jī)、空中指揮所飛機(jī)和大型偵察機(jī)等飛機(jī)上使用，以后將逐步推廣到作戰(zhàn)半徑大的戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)。盡管衛(wèi)星通信用于軍事具有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一個(gè)重大的弱點(diǎn)，就是通信衛(wèi)星的暴露性及播送型的通信方式使衛(wèi)星及其通信信號(hào)易受敵方的截獲、干擾、甚至摧毀。波音777飛機(jī)的典型天線位置分布機(jī)載天線用來處理傳感器、通信系統(tǒng)和導(dǎo)航設(shè)備的機(jī)載天線的數(shù)目是相當(dāng)大的。由于不少設(shè)備(特別是VHF,HF,VOR和DME)的很多關(guān)鍵部件需要雙余度或三余度備份，因此，這種現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重。由于天線操作特性和發(fā)射屬性的不同，很多天線都有自己的安裝標(biāo)準(zhǔn)。例如，SATCOM天線用來和衛(wèi)星進(jìn)展通信，需要安裝在飛機(jī)的最高點(diǎn)，以便將天空盡可能地覆蓋??；ILS天線，用于進(jìn)近和著陸通信，那么需要安裝在機(jī)身的前下方;飛機(jī)在空中機(jī)動(dòng)的過程中，如果天線仍需要連續(xù)作用的話，天線必須同時(shí)安裝在飛機(jī)的上方和下方，因此，一種天線多處安裝也是常見的。通信系統(tǒng)在航空界，飛機(jī)和地面(空中交通/局部逼近/地面控制)之間的通信歷來是使用語音通信系統(tǒng)。近期，由于數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和在一些情況下更好的操作性能的特點(diǎn)，所以被采用?？梢灶A(yù)見，數(shù)據(jù)鏈不僅廣泛用于根本型通信系統(tǒng)的HF和VHF波段，而且將向FANS提供一些其所需的先進(jìn)的通報(bào)能力。FANS——FutureAirNavigationSystem通信系統(tǒng)在通道選擇器上選擇好正確的通道以后，駕駛員通過按下一個(gè)連接麥克風(fēng)和無線電臺(tái)的發(fā)送按鈕就可以發(fā)出一條語音信息。發(fā)出的語音信息經(jīng)過載波頻率調(diào)制后形成一條復(fù)合信號(hào)并被發(fā)送出去。調(diào)幅(AM)通信系統(tǒng)調(diào)幅(AM)通信系統(tǒng)接收機(jī)接收到輸入的AM信號(hào)后通過解調(diào)就可以將之恢復(fù)為原始語音信號(hào)。這種傳輸方法的優(yōu)點(diǎn)在于使用起來極其簡單—所有的駕駛員只要說話就可以。但是，該方法的缺點(diǎn)就是占用了較寬的帶寬，一般為5kHz，且語音通信相對于數(shù)據(jù)鏈通信在時(shí)間和帶寬的利用率方面也不是很高。高頻通信系統(tǒng)高頻(HF)覆蓋的通信頻段在3MHz和30MHz之間，是一種非常通用的陸/海/空通信方式。HF通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)能夠提供超視距通信，但HF通信會(huì)受到信號(hào)傳播方法的影響。HF通信主要有兩種傳播方法，即空間波和地面波。高頻通信系統(tǒng)空間波傳播方式依靠的是地球和電離層之間的單徑或多徑反射直至到達(dá)目的地。其中，電離層的表現(xiàn)性能極易受到地球的輻射，特別是太陽輻射的影響。此外，電離層也會(huì)受到時(shí)間和其他大氣條件的影響。因此，空間波作為一種傳播方法，會(huì)受到多種環(huán)境的不利影響，信號(hào)會(huì)衰退甚至有時(shí)不可用。

HF通信系統(tǒng)的信號(hào)傳播地面站飛機(jī)或艦船圖例電離層空間波地面波HF通信系統(tǒng)的信號(hào)傳播地面波傳播方法依靠的是電波隨著地球曲率直至到達(dá)目的地的傳輸能力。與空間波一樣，地面波偶爾也會(huì)受到大氣條件的嚴(yán)重影響。當(dāng)飛機(jī)與地面通信站之間的距離超過視距范圍時(shí)，HF通信系統(tǒng)是飛機(jī)跨越海洋和荒漠進(jìn)展遠(yuǎn)距空地通信的主要方式。為了保證系統(tǒng)的可用性，多數(shù)遠(yuǎn)距民用飛機(jī)都裝備有兩套HF設(shè)備。另外，如果極地飛行成為可能的話，高頻數(shù)據(jù)鏈(HFDL)在民用飛機(jī)上的應(yīng)用也將日益增多。HF通信系統(tǒng)的信號(hào)傳播高頻數(shù)據(jù)鏈(HFDL)相對于HF語音通信系統(tǒng)是一大進(jìn)步，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)鏈消息格式具有固有的位編碼特性，HFDL可以使用糾錯(cuò)編碼。此外，由于更多先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)和頻率管理技術(shù)的使用，HFDL能夠在HF語音通信系統(tǒng)不可用或者不清晰的情況下正常工作。航空無線電公司(ARINC)通過使用多個(gè)地面站就可以提供HFDL效勞。這些地面站覆蓋的范圍可達(dá)2700nmile，甚至更遠(yuǎn)。HF數(shù)據(jù)鏈路的地面站位置1一圣克魯斯(玻利維亞);2-雷克雅未克(冰島);3一香農(nóng)(愛爾蘭);4一奧克蘭(新西蘭);5一克拉斯諾亞爾斯克(俄羅斯);6一約翰內(nèi)斯堡(南非);7一合艾(泰國);8一巴羅(阿拉斯加);9一莫洛凱島(夏威夷，美國);10一河頭鎮(zhèn)(紐約，美國);11一舊金山(加利福尼亞，美國);12一巴林;13一大加那利島(加納利群島)甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)甚高頻(VHF)語音通信系統(tǒng)是民用飛機(jī)上使用最多的通信方式。在航空領(lǐng)域，VHF頻段工作于118.000~135.975MHz之間，通道間隔通常為25kHz(0.025MHz)。近些年，為了抑制頻率擁擠問題，充分利用數(shù)字無線電技術(shù)，通道間隔減小為8.33kHz(0.00833MHz)，這就意味著可用頻譜的無線電通道數(shù)增加了2倍多。世界上有些地區(qū)已經(jīng)采用較小的通道間隔。甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)VHF頻段的傳播方式也遭到了限制。除了一些特殊情況，VHF信號(hào)只能視距傳播，即接收機(jī)只具有視距接收能力或能“看得見〞發(fā)射機(jī)，才能接收到信號(hào)。VHF傳輸沒有HF傳輸?shù)钠焚|(zhì)，因此既沒有應(yīng)用到空間波的特性也沒有應(yīng)用到地面波的特性。其視距傳輸特性受無線電天線塔和飛機(jī)高度的影響甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)R=最大距離地面發(fā)射機(jī)/接收機(jī)飛機(jī)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)VHF信號(hào)的傳播甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)決定VHF視距傳輸距離的公式如下所示

其中，R為距離(nmile),Ht為發(fā)射塔的高度(ft),Ha為飛機(jī)的高度(ft)。因此，如果一架飛機(jī)的飛行高度為10675m(35000ft)，飛行范圍在235nmile之內(nèi)，通常一個(gè)30.5m(100ft)高的無線電天線塔就可以接收到傳輸?shù)男盘?hào)。甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)此外，VHF傳輸可能會(huì)受到地形如連綿的山脈等的影響。這些視距限制同樣也適用于工作在更高頻段的設(shè)備。這意味著VHF通信系統(tǒng)和其他工作于VHF或VHF以上頻段的設(shè)備，如導(dǎo)航設(shè)備VOR和DME(測距設(shè)備)，除了在大面積陸地上使用外，只能在發(fā)射機(jī)覆蓋充分的地方使用。多數(shù)遠(yuǎn)程飛機(jī)裝備有3個(gè)VHF設(shè)備，其中一個(gè)設(shè)備通常分配用來進(jìn)展ARINCACARS(飛機(jī)通信和報(bào)告系統(tǒng))傳輸，盡管不是專用于此目的。甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)HF通信和VHF通信都有一個(gè)“選擇呼叫〞的特點(diǎn)。它使得地面控制員能對每一架飛機(jī)進(jìn)展選擇性控制。如果地面控制員希望與一架飛機(jī)以一個(gè)選定頻率建立通信，控制員將選擇一個(gè)專門和該架飛機(jī)聯(lián)系的代碼，并以一個(gè)處于機(jī)組人員監(jiān)視中的頻率啟動(dòng)無線電收發(fā)機(jī)。一旦飛機(jī)接收到編碼的選擇呼叫信息，就對信息進(jìn)展解碼;如果探測到正確的編碼序列，機(jī)組人員就會(huì)收到一個(gè)視覺或聽覺告警信號(hào)，機(jī)組人員就可同地面控制站進(jìn)展正常通信。ACARS(飛機(jī)通信和報(bào)告系統(tǒng))ACARS是一種專用VHF通信系統(tǒng)，工作于131.55MHz，采用的是數(shù)據(jù)鏈而不是語音通信系統(tǒng)。可以預(yù)見的是，在FANS(新導(dǎo)航系統(tǒng))中，數(shù)據(jù)鏈在空地和空空通信系統(tǒng)中的應(yīng)用將日益增多。因?yàn)椋鄬τ谡Z音通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)鏈的數(shù)據(jù)傳輸速率更高，這對于減輕飛行機(jī)組人員的工作負(fù)荷非常有利。ACARS(飛機(jī)通信和報(bào)告系統(tǒng))ACARS是專門用于將飛機(jī)上的工作數(shù)據(jù)下行傳輸?shù)胶娇展具\(yùn)行控制中心的。它先是用一個(gè)VHF通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)適宜的地面接收機(jī)，然后將數(shù)據(jù)通過地面通信線或者微波鏈路傳輸?shù)胶娇展镜倪\(yùn)行中心。這樣，ACARS將可以訪問航空公司的內(nèi)部存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)，包括運(yùn)行情況、飛行機(jī)組人員情況和維修情況等。ACARS(飛機(jī)通信和報(bào)告系統(tǒng))最初，ACARS只傳輸4個(gè)根本領(lǐng)件參數(shù):OUT-OFF-ON-IN，簡稱為OOOI。OUT飛機(jī)離開登機(jī)門位，準(zhǔn)備滑行;OFF飛機(jī)起飛，離開跑道;ON飛機(jī)著陸;IN飛機(jī)滑行至登機(jī)門位。ACARS(飛機(jī)通信和報(bào)告系統(tǒng))目前，諸如燃油狀態(tài)、飛機(jī)適用性、到達(dá)和起飛時(shí)間、天氣和機(jī)組人員狀態(tài)等在內(nèi)的數(shù)據(jù)也包含在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息中。引進(jìn)ACARS的目的就是為了有助于航空公司提高運(yùn)營效率。未來數(shù)據(jù)鏈路的應(yīng)用將允許傳輸更為復(fù)雜的與空中交通管制航線和飛行方案有關(guān)的數(shù)據(jù)。在飛機(jī)上，ACARS由一個(gè)專用管理單元、一個(gè)控制面板和一個(gè)打印機(jī)組成，為機(jī)組人員提供一個(gè)用來格式化、分派、接收和打印信息的接口。典型的ACARS配置甚高頻(VHF)通信系統(tǒng)所有的飛機(jī)和空中交通管制中心都會(huì)在國際遇險(xiǎn)呼救頻率(121.5MHz)通道上值班守聽。而軍方控制員是在特高頻(UHF)頻段的243.0MHz上值班守聽。這是因?yàn)閁HF接收機(jī)能夠接收到一個(gè)民用VHF遇險(xiǎn)呼救傳輸信號(hào)的諧波，并在緊急時(shí)刻將有關(guān)情況轉(zhuǎn)發(fā)出去(121.5MHz的二次諧波×2=243.0MHz，這兩個(gè)頻率分別是VHF頻段和UHF頻段的國際遇險(xiǎn)呼救頻率)。衛(wèi)星通信通過使用原開發(fā)用于海上的國際海事衛(wèi)星組織(INMARSAT)的衛(wèi)星星座，衛(wèi)星通信可以提供一個(gè)更可靠的通信方式。現(xiàn)在，衛(wèi)星通信簡稱為SATCOM，是航空與航天通信中的一個(gè)重要組成局部。衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信SATCOM原理衛(wèi)星通信機(jī)載SATCOM終端的發(fā)射頻率范圍為1626.5~1660.5MHz，接收頻率范圍為1530.0~1559.0MHz。一旦啟動(dòng)，機(jī)載射頻單元(RFU)就會(huì)對存儲(chǔ)的頻率集進(jìn)展掃描，然后對衛(wèi)星傳輸進(jìn)展定位。只要飛機(jī)登錄地面站網(wǎng)絡(luò)，地面站就能夠?qū)︼w機(jī)進(jìn)展定位，隨之，飛機(jī)和用戶之間就可以進(jìn)展通信。衛(wèi)星與地面站之間的C波段上行/下行鏈路是地球支持網(wǎng)絡(luò)的一局部，飛機(jī)是看不見的。衛(wèi)星通信2001年，INMARSAT(國際海事衛(wèi)星組織的衛(wèi)星)星座的覆蓋范圍相當(dāng)于4個(gè)衛(wèi)星的總覆蓋范圍。方案還要發(fā)射更多的衛(wèi)星。INMARSAT衛(wèi)星位于赤道上方的地球靜止軌道上。兩顆衛(wèi)星位于大西洋上方:分別在大西洋西區(qū)(AOR一W)以西54°和大西洋東區(qū)(AOR-E)以西15.5°;一顆衛(wèi)星位于印度洋上方:印度洋區(qū)域(IOR)以東64°;一顆衛(wèi)星位于太平洋上方:太平洋區(qū)域(POR)以東178°。85°(北)衛(wèi)星通信國際海事衛(wèi)星組織的衛(wèi)星覆蓋范圍

(2001年)85°(南)大西洋西區(qū)以西54°大西洋東區(qū)以西15.5°印度洋區(qū)域以東64°大平洋區(qū)域以東178°衛(wèi)星通信INMARSAT星座所提供的覆蓋區(qū)域涵蓋了各個(gè)衛(wèi)星所覆蓋的范圍。此外，該星座可以提供一種點(diǎn)波束工作方式，覆蓋每顆衛(wèi)星下方的大局部陸地。這種點(diǎn)波束的覆蓋方式可以為那些不用覆蓋所有海洋區(qū)域的能力欠佳的系統(tǒng)提供所需的覆蓋范圍。衛(wèi)星通信由于衛(wèi)星具有相對于地球位置保持不變的特點(diǎn)，因此給衛(wèi)星的使用帶來了一些限制。首先，由于入射余角小，衛(wèi)星的覆蓋能力在北緯80°以北和南緯80°以南開場衰退，超過85°就完全消失。因此，南北極兩端地區(qū)是衛(wèi)星根本無法覆蓋到的，航空公司在開通北極航線時(shí)這一限制顯得尤為突出。其次，衛(wèi)星對飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)的天線安裝位置有具體要求。盡管如此，SATCOM對于機(jī)載通信設(shè)備來說仍然是一個(gè)非常有用的補(bǔ)充通信方式，有望成為FANS的重要組成局部。SATCOM配置一個(gè)SATCOM系統(tǒng)通常由以下單元組成:衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元(SDU);射頻單元;放大器、雙工器/別離器;低增益天線;高增益天線。SATCOM配置配置性能Aero-H/H+高增益。Aero一H是一個(gè)高增益解決方案，可以提供一個(gè)全球覆蓋能力，用于遠(yuǎn)程飛機(jī)。AeroH+是其改型，通過使用較少的衛(wèi)星資源降低系統(tǒng)的成本。兩者可以提供座艙數(shù)據(jù)、座艙語音和乘客語音服務(wù)Aero-I中等增益。Aero-I為中短程飛機(jī)提供與Aero-H/H十類似的服務(wù)。Aero-I使用點(diǎn)波束工作方式提供服務(wù)Aero-C該版本允許乘客通過個(gè)人電腦發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息Aero-M為通用航空用戶提供單通道SATCOM能力波音777配置的SATCOM波音777配置的SATCOM波音777飛機(jī)上安裝的是一個(gè)典型的SATCOM系統(tǒng)。該系統(tǒng)在主要的組件之間廣泛地使用了ARINC429總線進(jìn)展控制和通信。該配置展示了兩部安裝在上機(jī)身外表與垂直安定面成±20°的高增益共形天線的使用情況。共形天線與飛機(jī)蒙皮外表齊平，所產(chǎn)生的阻力微乎其微；除此之外，系統(tǒng)也可以這樣配置，即將一個(gè)上置式天線安裝在飛機(jī)的維形骨架上。衛(wèi)星通信上置式SATCOM天線及其低噪聲放大器(LNA)/雙工器

空中交通管制(ATC)應(yīng)答機(jī)ATC應(yīng)答機(jī)作為一種幫助識(shí)別單架飛機(jī)和給飛機(jī)平安飛越受管制空域提供便利的裝置，允許地面監(jiān)視雷達(dá)對飛機(jī)進(jìn)展詢問和對數(shù)據(jù)進(jìn)展解譯。這樣，雷達(dá)就可以跟蹤一架特定飛機(jī)并和其建立相關(guān)聯(lián)系。應(yīng)答機(jī)的工作原理基于地面的一次監(jiān)視雷達(dá)(PSR)發(fā)射雷達(dá)能量后，飛機(jī)將對該能量進(jìn)展反射，雷達(dá)接收到反射能量就可以探測到飛機(jī)。這就使得飛機(jī)返航過程，包括與飛機(jī)位置相對應(yīng)的飛行距離和方位角在ATC控制臺(tái)上顯示。ATC應(yīng)答機(jī)的工作原理

該系統(tǒng)也就是通常所說的敵我識(shí)別(IFF)/二次監(jiān)視雷達(dá)應(yīng)答機(jī)的工作原理與一次雷達(dá)的工作一樣，一部二次監(jiān)視雷達(dá)(SSR)先發(fā)射一系列的詢問脈沖，機(jī)載應(yīng)答機(jī)接收后返回另一不同系列的脈沖，返回脈沖中給出了飛機(jī)的相關(guān)信息，包括飛機(jī)的標(biāo)識(shí)和飛行高度。如果PSR和SSR通過協(xié)同校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)同步，那么雷達(dá)的返回信號(hào)和飛機(jī)應(yīng)答機(jī)的信息都會(huì)在ATC控制臺(tái)上顯示。因此，控制員就可以在收到雷達(dá)返回信號(hào)的同時(shí)知道飛機(jī)的標(biāo)識(shí)和高度，控制員的態(tài)勢感知能力得到極大的改進(jìn)。機(jī)載應(yīng)答機(jī)設(shè)備機(jī)載應(yīng)答機(jī)設(shè)備其主要元件包括:ATC應(yīng)答機(jī)控制器單元，用于設(shè)置模式和響應(yīng)代碼;專用ATC應(yīng)答機(jī)單元;帶有一部備選天線的ATC天線單元，該單元通常同時(shí)使用上置式天線和下置式天線，這樣在飛機(jī)機(jī)動(dòng)的時(shí)候就不會(huì)發(fā)生消隱效應(yīng)。機(jī)載應(yīng)答機(jī)設(shè)備機(jī)載應(yīng)答機(jī)SSR以1030MHz專用頻率發(fā)送詢問脈沖序列的方式對飛機(jī)進(jìn)展詢問，機(jī)載應(yīng)答機(jī)以1090MHz專用頻率返回響應(yīng)脈沖序列予以答復(fù)，且響應(yīng)脈沖流中包含額外的編碼信息。目前，ATC應(yīng)答機(jī)工作于A模式時(shí)，飛機(jī)發(fā)送的應(yīng)答信息為飛機(jī)標(biāo)識(shí)——通常是航空公司的呼號(hào);工作于C模式時(shí)，飛機(jī)發(fā)送的應(yīng)答信息為飛機(jī)標(biāo)識(shí)及飛行高度信息。機(jī)載應(yīng)答機(jī)最近，ATC應(yīng)答機(jī)為了擴(kuò)展自身能力增加了一個(gè)額外的工作模式——S模式或模式選擇。在S模式下，SSR使用了更復(fù)雜的單脈沖技術(shù)，使得飛機(jī)的方位角能夠確定得更快。飛機(jī)的地址和位置一旦確定下來，就被輸入到一個(gè)“點(diǎn)名〞文件中，并和其他被探測到的屬于詢問器作用范圍之內(nèi)的飛機(jī)共同形成一個(gè)完整的關(guān)于附近區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)的記錄。每一個(gè)S模式的答復(fù)都包含一個(gè)離散的24位地址標(biāo)識(shí)符。正是這個(gè)獨(dú)一無二的地址以及詢問器知道從“點(diǎn)名〞文件何處查找飛機(jī)信息的事實(shí)，使得很多架飛機(jī)能夠在繁忙的空中交通控制環(huán)境中繼續(xù)運(yùn)行而可以實(shí)現(xiàn)告警和防撞功能。機(jī)載應(yīng)答機(jī)ATC的S模式還有許多特點(diǎn)，可以提供的功能包括:空-空通信以及空-地通信;飛機(jī)自動(dòng)確定附近區(qū)域其他飛機(jī)準(zhǔn)確位置的能力。S模式是對傳統(tǒng)二次雷達(dá)的改進(jìn)，但工作頻率不變，仍然是1030/1090MHz。它的“選擇性〞在于對每架飛機(jī)以一個(gè)獨(dú)一無二的24位地址進(jìn)展明確的標(biāo)識(shí)。該地址作為技術(shù)通信地址，不能取代ATC應(yīng)答機(jī)A模式的編碼。但也有方案用S模式取代A模式和C模式?？罩薪煌ü苤瞥松鲜鎏卣鳎捎跀?shù)據(jù)中包含好幾個(gè)奇偶校驗(yàn)位，S模式能夠?qū)ζ鋫鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)展有效的保護(hù)。這意味著通過采用檢錯(cuò)和校錯(cuò)算法，數(shù)據(jù)中可包含的錯(cuò)誤位數(shù)高達(dá)12位。在傳輸時(shí)，這些奇偶校驗(yàn)位疊加在S模式地址中。當(dāng)與TCAS(空中交通告警和防撞系統(tǒng))一起工作時(shí)，ATCS模式能給FANS提供一項(xiàng)重要功能—自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視-A(ADS-A)。該能力對于飛機(jī)在進(jìn)展直飛時(shí)的通道平安非常有用?？罩薪煌ǜ婢头雷蚕到y(tǒng)TCAS

TrafficCollisionandAvoidanceSystem空中交通告警和防撞系統(tǒng)(TCAS)的開發(fā)始于20世紀(jì)60~70年代，是一個(gè)監(jiān)視和防撞系統(tǒng)，用來幫助飛機(jī)防止空中相撞。20世紀(jì)80年代，該系統(tǒng)通過FAA認(rèn)證，以原始類型在美國開場廣泛使用。TCAS的開發(fā)基于信標(biāo)詢問機(jī)，與上述的地基SSR的工作方式類似。系統(tǒng)由監(jiān)視系統(tǒng)和防撞系統(tǒng)兩個(gè)局部