军用航空电子系统几大关键趋势（一）

众所周知，军用航空电子对半导体IC、电子元器件、连接器及电子系统有着非常苛刻的要求，目前，较为知名的主要军用航空电子供应商ADI、TI、Xilinx、英飞凌、Altera、MicroSemiconductor等。为发现未来主要技术脉络及商机，故梳理军用航空电子领域主要几个关键技术新发展，包括导航系统，显示器，COTS及电子结构，期为读者提供有益参考。

　　导航系统的新发展

　　军用机和机载武器的导航仍以gps导航系统和惯性导航系统占主导地位，导航系统正向更精、更轻、更小和价格更低的方向发展。

　　1 GPS的主要发展方向是提高其抗干扰能力

　　美国在1997年7月23日从卡纳维拉尔角用0德尔它02（Delta 2）火箭发射了第一颗GPS 2R全球定位系统卫星。它是要发射的Navstar系列中的第42颗卫星。

　　先前的一颗2R卫星于1997年1月在发射时因运载火箭爆炸面损毁。GPS 2R卫星由洛克希德#马丁公司研制，重2030千克。2R卫星及其18颗以后的卫星将能进行6个月自主的操作，而不需要地面修正。

　　2R批次具有较大的余度及新的交联测距能力，以提高精度。一旦6~8颗新的2R卫星投入工作，GPS导航精度将从目前的10米提高到优于6米。

　　第一颗Navstar GPS卫星是1978年初发射的。Navstar卫星的发展经历了第1批次、第2批次、2A批次和目前的2R批次，大约从2002年开始将发射由波音公司制造的更加新的2F卫星。

　　今后四年是太阳活动高峰时期，而GPS及其应用是在太阳特别温和期间发展的，而且与2/2A卫星的输出功率比较，2R的输出功率可能降低2~4分贝，制造差别也可使卫星间的输出功率最多相差2分贝。因此美国很担心太阳活动高峰会使电离层起伏而引起导航误差，甚至造成GPS信号的中断，特别是关心飞机在进近期间所接收GPS信号可能受到破坏。

　　此外，随着航空对GPS依赖的增加，军用和民用航空用户关于系统受到非故意的干涉和故意的干扰的担心正在上升。军方对GPS的抗干扰能力特别关心，敌方将会干扰GPS，试图使来袭的导弹迷航，而且武器离目标越近，它要对抗的干扰信号也越强。

　　美国国防预研计划局（DARPA）提高GPS抗干扰性的一个尝试正集中于研制一种小到足以装在新的接收机中的原子钟。目前的原子钟比研制中的光纤陀螺 （FOG）惯导/GPS组件大得多，但预计不久将会做得很小。导弹战斗部中由原子钟提供的精确时间，将会在信号中断以后，加速GPS重新截获卫星。有原子钟可在不到1分钟内拾取卫星信号，而没有原子钟就需要几分钟。

　　提高抗干扰能力的其他办法是采用自适应天线和新材料。GPS接收机对采用较好的自适应零位操纵干扰技术来说，需要0.8~1.2米直径的天线。对导弹来说，这个尺寸显然太大。因而DARPA认为，嵌在导弹蒙皮中的天线，即灵巧蒙皮是解决这个问题的好办法。

　　俄罗斯在1997年莫斯科航展上展出的一种GPS干扰机能阻止接收4个频率的导航卫星信号。干扰机重10~12千克，发射的功率足以抑制数百千米以内接收机的正常工作。它具有4个固定频率的振荡器，而这4个频率是GPS和GLONASS发射的信号所使用的。干扰机的功率放大器在1200~1650兆赫频带中具有4瓦的功率。美国空军将购买8个干扰机，以便在埃格林空军基地进行分析，找出对付它的办法。

　　2 惯导和更小和价格更低的方向发展

　　光纤陀螺的优点是尺寸小、重量轻、成本低和可靠性高， 很适合用在精密制导武器低价组合式GPS-惯导 系统中。光纤陀螺（FOG）已开始向环形激光陀螺（RLG）发起挑战。FOG在某些不大重要的民用和军事应用中已取代RLG，在这些应用中1度/小时的陀螺漂移率是可以接受的。美国空军正在考虑用较小的、更可靠的FOG来代替许多军用自动驾驶仪中所用的旋转质量速率陀螺。FTC公司生产的FOG已装在F-15飞机上作了试飞。

　　美国目前研制FOG的公司主要有利顿和霍尼韦尔两家。波音777飞机采用了霍尼韦尔公司供应的具有4个FOG的备份导航系统，称为辅助姿态大气基准装置 （SAARU），FOG的性能在1度/小时等级以内。霍尼韦尔公司自1992年以来就生产这一级别的FOG，而且已交付1500多个光纤陀螺。

　　利顿工业公司采用FOG的LN-200的惯性参考装置现在已有40多种不同的应用，应用范围包括飞机、导弹和无人机。基本LN-200惯性参考装置，它包括三个FOG和微机械加工在一块硅芯片上的三个小型线加速度计，其直径为8.89厘米，高8.64厘米，重量不到 0.726千克。LN-201是一种稍重的型别，在重新组装后用于AMRAAM空空导弹。而利顿LN-210型已为RAH-66直升飞机所选用，此直升飞机将装备两个FOG惯性参考系统和利顿公司的一个采用RLG的惯性导航系统。

DARPA目前正在进行的GPS制导组件（GGP）项目的第二阶段选择了两个公司集团