射頻綜合淺析

谷 瑞，朱慧惠，鄭 昕

（航空工業(yè)西安飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限公司，西安 710089）

0 引言

在航空電子領(lǐng)域，一般把飛機(jī)上的雷達(dá)、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(jī)借以感知外界信息的重要系統(tǒng)?，F(xiàn)代飛機(jī)作戰(zhàn)需求逐漸由單任務(wù)平臺(tái)效能向多任務(wù)平臺(tái)綜合效能進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從單機(jī)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(tái)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(jī)RCS 增大，維護(hù)困難。傳統(tǒng)獨(dú)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(jī)的射頻系統(tǒng)已經(jīng)不再是一個(gè)個(gè)分立的電子設(shè)備，而是一個(gè)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(gè)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(shí)，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(kuò)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(shí)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(jì)，采用天線綜合化設(shè)計(jì)，射頻前端及信道小型化、通用化設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)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(jìn)行資源綜合后，可在平臺(tái)內(nèi)實(shí)現(xiàn)射頻兼容、隱身等優(yōu)勢，在體系內(nèi)實(shí)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(yàn)和作戰(zhàn)需求，可提供最優(yōu)的傳感器配置，在獨(dú)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(tái)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(shí)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(bǔ)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(jìn)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(shí)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(kuò)展、備份、重構(gòu)、射頻隱身、射頻兼容、傳感器管理等各方面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)射頻系統(tǒng)資源、功能及信息綜合化。

對天線進(jìn)行孔徑綜合化設(shè)計(jì)，可從寬帶、多功能、共孔徑三個(gè)方面開展。其中，寬帶設(shè)計(jì)是指天線不按照功能劃分，而是通過寬帶設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能共用一副天線；多功能設(shè)計(jì)是指多個(gè)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(gè)功能兼容使用；共孔徑設(shè)計(jì)是指物理上多個(gè)天線共孔徑安裝，減少散射源及安裝維護(hù)口蓋。

射頻系統(tǒng)綜合化的核心是對射頻前端進(jìn)行綜合，除要實(shí)現(xiàn)射頻接收和發(fā)射通道的共用外，綜合的核心和實(shí)質(zhì)就是要采用開放式的射頻體系結(jié)構(gòu)，實(shí)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(cuò)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(jī)平臺(tái)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(jìn)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(jìn)一步提升平臺(tái)射頻系統(tǒng)的綜合能力，提升平臺(tái)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(jī)的發(fā)展趨勢。