航天电子技术精选(九篇)

第1篇：航天电子技术范文

关键词: 电子束焊；激光焊；搅拌摩擦焊；线性摩擦焊；扩散焊

中图分类号： V26 文献标识码:A

焊接是通过加热、加压，或两者并用，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接既可用于金属，也可用于非金属。在航空航天装备和材料加工过程中，焊接技术有着举足轻重的地位。

1电子束焊

电子束焊( EBW)是在真空环境下利用会聚的高速电子流轰击工件接缝，将电子动能转变为热能，使被焊金属熔合的一种焊接方法。作为高能束流加工技术的重要组成部分，电子束焊具有能量密度高、焊接深宽比大、焊接变形小、可控精度高、焊接质量稳定和易实现自动控制等突出优点，也正是山于这些特点，电子焊接技术在航空、航天、兵器、电子、核工业等领域已得到广泛的应用。在航空制造业中，电子束焊接技术的应用，大大提高了飞机发动机的制造水平，使发动机中的许多减重设计及异种材料的焊接成为现实，同时为许多整体加工难以实现的零件制造提供了一种加工途径；另外，电子束焊接本身所具有的特点成功地解决了航空、航天业要求各种焊接结构具有高强度、低重量和极高可靠性的关键技术问题。所以在国内外的航空和航大工业中，电子束焊接已成为最可靠的连接方法之一。

2激光焊

激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，如果焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺。激光焊具有焊接设备装置简单、能量密度高、变形小、精度高、焊缝深宽比大、能在室温或特殊条件下进行焊接、可焊接难熔材料等优点。激光焊接主要用机大蒙皮的拼接和机身附件的装配。美国在20世纪70年代初的航空航天工业中，已利用15kW的CO2仿激光焊机弧光器针对飞机制造业中的各种材料、零部件进行了激光焊接试验、评估及工艺的标准化。空中客车公司A340飞机的全部铝合金内隔板均采用激光焊接，减轻了机身重量，降低了制造成本。

3搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊技术是英国焊接研究所(简称TWI)在1991年发明的新型固相连接技术，是世界焊接技术发展史上自发明到工业应用时间跨度最短和发展最快的一项固相连接新技术。它是利用一种非耗损的搅拌头，高速旋转着压入待焊界面，摩擦加热被焊金属界面使其产生热塑性，在压力、推力和挤压力的综合作用下实现材料扩散连接，形成致密的金属间固相连接。它具有无飞溅，无需焊接材料，不需要保护气体，被焊材料损伤小，焊缝热影响区小，焊缝强度高等特点，被誉为“当代最具革命性的焊接技术。美国 Eclipse公司在Eclipse N500型商务飞机制造中首次大规模成功运用了FSW技术, 包括飞机蒙皮、翼肋、弦状支撑、飞机地板以及结构件的装配等基本上全部利用搅拌摩擦焊技术制造，70%的铆接被焊缝替代，不仅极大地提高了连接质量，而且使生产效率提高了近10倍，生产成本大大降低。波音公司将搅拌摩擦焊技术用于C-17和C-130运输机地板的制造，利用搅拌摩擦焊代替紧固件连接，简化了地板结构设计并提高了构件的生产效率，生产成本降低了20%。总之，FSW技术正处于深入研究和推广应用阶段，存在着巨大的应用发展潜力。

4线性摩擦焊

线性摩擦焊是一种在焊接压力作用下，利用被焊工件相对做线性往复摩擦运动产生热量，从而实现焊接的固态连接方法。它具有优质、高效、节能、环保的优点。20世纪80年代后期，MTU公司与罗罗公司合作，成功的将线性摩擦焊用于发动机整体钛合金叶盘的制造。目前，线性摩擦焊已经广泛应用于塑料工程和航空发动机叶盘式转子的制造。

5扩散焊

扩散焊又称扩散连接，是把两个或两个以上的固相材料紧压在一起，置于真空或保护气氛中加热至母材熔点以下温度，对其施加压力使连接界面微观塑性变形达到紧密接触，再经保温、原子相互扩散而形成牢固结合的一种连接方法。它具有接头质量好，焊后无需机加工，焊件变形量小，一次可焊多个接头等优点。扩散焊已在直升飞机上钛合金旋翼桨毂、飞机大梁、发动机机匣以及整体涡轮等方面试用，涡轮叶片、钛合金宽叶弦蜂窝夹层风扇叶片等的扩散焊已应用于生产。

焊接技术是航空航天领域的重要连接技术，它在促进航空航天制造技术的发展、实现飞行器的减重、高效中发挥着越来越重要的作用。可以预见，我国航空航天工业在突飞猛进的焊接技术的推动下定将取得快速发展。

参考文献

[1]黄刚.电子束焊接技术在航空产品中的应用[J]. 四川兵工学报,2010,31(5):73-76.

[2]毛智勇.电子束焊接技术在大飞机中的应用分析[J].航空制造技术,2009,(2):92-94.

[3]张益坤,成志富.电子束焊接技术在航天产品中的应用[J].航空制造技术,2008,(21):52-53.

[4]康文军,梁养民.电子束焊接在航空发动机制造中的应用[J].航空制造技术,2008,(21):54-56.

[5]王亚军,卢志军. 焊接技术在航空航天工业中的应用和发展建议[J].航空制造技术,2008,(16):26-31.

[6]沈以赴,顾冬冬,陈文华.航空航天焊接及成形典型技术[J]. 航空制造技术,2008,(21):40-44.

[7]丁丽丽,何旭斌,胡进.搅拌摩擦焊技术在军用飞机航空修理中的应用[J].电焊机,2004, 130-134.

[8]岩石. 航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J]. 航空制造技术,2010,(9):58-59.

第2篇：航天电子技术范文

关键词：电子束焊；航空；航天

铝、镁、钛等这些轻金属把航空航天器推上了天，没有这些轻金属就没有现在的航空航天业，轻金属对航空航天业的发展至关重要，然而，随着科技的进步，航空航天事业的发展，对材料的要求也越来越高，不但要提高飞行器的性能，还要减轻自重以节约能源降低费用，铝、镁、钛这些轻金属的合金材料应运而生，在航空航天领域得到了广泛应用。随着航空航天工业中有色合金较大范围的使用，对合金构件的需求也不段提高，电子束焊接工艺是适用于有色合金的焊接工艺之一。

1 电子束焊的原理

电子束焊的电子束是从电子枪中产生的，电子枪中的阴极受热发射电子，该电子被高压电场加速以及电磁透镜聚焦后，就会形成具有极高能量密度的电子束，电子束撞击到工件表面，电子巨大的动能就会转变为热能，使金属迅速熔化，实现对工件的焊接[1，2]。

2 电子束焊的特点[3，4]

（1）功率密度高，电子束功率可从几十千瓦到一百千瓦以上。电子束束斑的功率密度可达106～108W/cm2，比电弧功率密度约高100～1000倍。

（2）焊接速度快，焊接热影响区小，焊接变形小。

（3）电子束穿透能力强，焊缝深宽比大。

（4）焊接过程中不行引入焊接材料，焊缝的纯洁度高。

3 有色合金的电子束焊接工艺

3.1 钛合金

钛及钛合金具有比强度高、抗腐蚀性好、温度适应范围广等一系列突出优点，航空航天科研事业和生产的发展与钛合金的推广应用有着密不可分的联系[5]。钛合金在航空航天工业中有着广阔的应用前景。

电子束焊接工艺在真空环境下进行，可避免空气对钛合金的污染，降低裂缝等缺陷的几率，是一种非常适合钛合金的焊接技术[6]。

朱少旺[7]对Ti60合金薄板对接件进行了电子束焊接工艺研究。通过电子束焊接性实验，他研究了电子束焊接工艺的参数对焊缝表面成形及焊接接头显微组织、力学性能的影响，探索了焊后缓冷工艺和焊后热处理对焊接接头组织及性能所起作用。闫伟[8]对Ti-55高温钛合金板材进行了一些电子束焊接试验，为确定Ti-55板材的焊接方法及工艺做了技术储备。

3.2 铝合金

由于铝合金具有耐腐蚀性好，比模量、比强度、疲劳强度高，以及电导性和热导性好等特点，在航空航天、交通工具、机械制造、电工化工等行业中应用广泛。铝及铝合金的电子束焊接工艺是目前国内外学者的研究热点，电子束焊接工艺是铝合金焊接的重要方法之一。

王亚荣等[9]研究了焊后热处理对2A14高强铝合金电子束焊接头组织及力学性能的影响。王常建等[10]对电子束焊接工艺在2219铝合金扩张段上的应用进行了研究，研究表明电子束焊接技术能够减少焊接变形，降低焊接缺陷。陈国庆等[11]研究了SiCp/2024与2219铝合金电子束焊接。

3.3 镁合金

镁是最轻的工业金属材料，密度只有铝的三分之二，镁及镁合金具有密度低、强度高的优点。航空航天器轻量化的要求使得镁合金有着广阔的应用前景。目前镁合金的应用已经遍及航天航空、汽车、船舶、体育用品、电子等多个领域[12]。由于电子束焊接工艺具有良好的焊接效果，其在镁合金的焊接领域得到了广泛的应用。

朱智文等[13]研究了AZ31镁合金电子束焊焊接接头微观组织特征，研究结果显示AZ31镁合金电子束焊接接头成形良好，焊缝组织细小，表明电子束焊是AZ31镁合金的有效焊接方法。叶宏等[14]研究了AZ91D镁合金真空电子束深熔焊接熔池气泡流数值模拟，建立了真空电子束焊接熔池二维气泡流数学模型。

4 结束语

随着航空航天业的发展以及有色合金的广泛应用，对有色合金焊接工艺的研究已成为热点，电子束焊接工艺在我国已有多年的发展历史，应用在很多领域，也为我国的航空航天事业做出了巨大的贡献，电子束焊接工艺的发展必将推进有色合金在航空航天业的应用。

参考文献

[1]陈思杰，朱春莉.钛及钛合金先进连接技术研究[J].热加工工艺，2015，44（3）：18-21.

[2]马骋，周建桃，屈站，等.镁合金焊接技术研究[J].科技资讯，2010（15）：113.

[3]王静.铝合金电子束焊接技术[J].电焊机，2011，41（8）：112-115.

[4]马卓.先进焊接技术发展现状与趋势[J].科技创新与应用，2013（3）：122.

[5]张利军，薛祥义，常辉.我国航空航天用钛合金材料[A].第三届空间材料及其应用技术学术交流会论文集[C].

[6]付鹏飞，黄锐，刘方军，等.TA12钛合金电子束焊接组织性能及残余应力分析[J].焊接学报，2007，28（2）：82-84.

[7]朱少旺.Ti60合金电子束焊接接头组织及性能研究[D].哈尔滨工业大学，2009.

[8]闫伟.Ti55钛合金板材的CO2激光焊与电子束焊的实验研究[D].东北大学，2006.

[9]王亚荣，黄文荣，雷华东.焊后热处理对2A14高强铝合金电子束焊接头组织及力学性能的影响[J].机械工程学报，2011，47（20）：141-145.

[10]王常建，胡春海，刘丽莉.电子束焊接工艺在2219铝合金扩张段上的应用[A].陕西省焊接学术会议论文集[C].22-24.

[11]国庆，张秉刚，杨勇，等.SiCp/2024与2219铝合金电子束焊接[J].焊接学报，2015，36（3）：27-30.

[12]师昌绪，李恒德，王淀佐，等.加快我国镁工业发展的建议[J].材料导报，2001，15（4）：5-6.

第3篇：航天电子技术范文

【关键词】航空电子　故障预测　健康管理

在飞机故障的造成因素中，电子系统产生的故障已经占据了总比重的百分之四十以上，并且对电子系统进行维修所消耗的时间占据总飞机维修时间的三分之一。由此可见，航空电子系统的重要地位，这就逐渐凸显出了航空电子故障预测与健康管理技术的重要性。同以往的航空电子故障诊断技术相比较而言，故障预测与健康管理技术是一种更加先进和高效的技术，这一技术已经被广泛的应用于航空电子系统之中，并且逐渐成为航空电子系统中主流故障诊断技术。

一、故障预测与健康管理技术（PHM）的概述

所谓的故障预测与健康管理技术（PHM），是指用于监控和预测电子系统功能发挥的程度和状态，对构成航空电子系统的零部件的使用寿命、故障类型进行监督和预测，并且能够根据预测的结果进行有效的决策的一种技术[1].

PHM技术能够对整个电子系统进行全方位的监督和预测，是一种更加智能化的动态监测系统，不仅能够在很大程度上减少对电子系统进行监测的时间，减少人力物力的投入，同时还能大幅度的降低维修费用，提高经济效益。另外，对于提升战备的完好率和任务的完成率也发挥出了重要的作用。

二、故障预测与健康管理技术的主要实现方法

在整个故障预测与健康管理技术中，故障监测被作为核心的任务和内容，当前我国的航空电子的故障监测与健康管理技术主要是通过以下几种方法来实现的：

（一）利用预警电路法对电子系统故障进行监测与管理

同正常的电路相比较，预警电路法监测的故障发生期要提早一段时间，而这段时间主要被应用于接收报警信号，并且能够在第一时间做出应急反映，最大程度的减少电子故障给电子系统造成的损失[2]。利用预警电路法对电子系统的故障进行监测，主要可以通过两种方式来完成。

其一，预警电路法在可靠性方面，初始阶段与普通的电路是没有区别的，主要的区别只是在于，预警电路中增加了使用的负担，这样就能够保证预警电路能够比正常电路更早的发生故障。实现这种预警电路的方法，通常是通过减少预警电路的线路直径以增加预警电路的电流密度来完成的，这样就能够促使预警电路产生比正常电路更多的热量，预警电路就会比正常电路提早产生故障。

其二，为预警电路提供同正常的电路同样的工作环境，但是要使预警电路的初始寿命比正常的电路寿命短，可以通过电迁移、静电损伤和辐射损伤等方式来实现。这样，也能够达到同样的目的，即促使预警电路先于正常电路产生故障[2]。

（二）利用累积损伤模型对电子系统的故障进行监测与管理

所谓的累积损伤模型，是指在物理失效模型的基础之上建立的，有关各种载荷和能够造成损伤程度的模型，简单来说，就是对电子系统已使用的寿命进行分析，并计算出电子系统剩余的使用寿命的一种方法。累计损伤模型一经建立，就能够对电子系统周期内所能够承受的全部机械、化工、物力等多方面的载荷进行分析，并且在分析之后还会自动对电子系统的累计损伤程度和剩余的使用寿命做出准确的评估[3]。

累积损伤模型能够感知外界的温湿度和压力等物理条件，并对这些条件进行综合计算，通过预测出电子系统剩余的使用寿命，对电子系统产生的故障进行分析和评定。

（三）利用监测特征参数法对电子系统故障进行监测与管理

所谓的监测特征参数法，是指按照电子系统自身的功能和结构方面的特点，对能够反映系统性能的特征参数进行监测的一种方法[4]。

监测特征参数法能够将获取的数据和信息经过一定程序的加工和处理，并对处理后的数据和信息进行分析，对电子系统的故障类型进行预测。但是在采用监测特征参数法来预测电子系统的故障时，尤其要注意的是，由于电子系统本身在结构、功能和失效的机理等方面的复杂性特点，所以在选取参数和进行数据处理的方法方面要严格按照不同的标准来进行选取。只有这样，才能保证监测特征参数法能够对收集到的数据和信息进行准确的分析，并且有效的预测电子系统故障的类型[5]。

（四）利用综合法对电子系统的故障进行监测与管理

虽然当前航空电子故障预测与健康管理技术得到了显著的发展，并且也已经研制出许多高效的方法来对航空电子系统的故障进行预测和健康管理，但是每种方法必然都会存在一定的缺陷和不足，并且人们还在不断寻求更加有效的方法来完善对航空电子故障预测和健康管理技术，这就出现了一种将多种方法进行融合的理念，例如将监测特征参数法和累积损伤模型两种方法进行综合而形成一种更加高效的技术，能够同时发挥出两种方法的优势，促使对电子系统的故障预测和管理更加有效。

三、总结

综上所述，航空电子的故障预测与健康管理技术对于预测和管理电子系统发挥出了重要的作用，并且在很大程度上推动力我国航空事业的发展。因此，应该不断对航空电子故障预测与健康管理系统进行完善，使之更好的发挥出自身的作用。

参考文献：

[1] 黄鹤，罗勇，王元祥.故障预测与健康管理技术及航电传感器系统的应用[D].中国雷达行业协会航空电子分会暨四川省电子学会航空航天专委会学术交流会，2007.

[2] 景博，黄以锋，张建业.航空电子系统故障预测与健康管理技术现状与发展[J].空军工程大学学报（自然科学版），2010,5(06)：218-245.

[3] 赵宁社，翟正军，王国庆.新一代航空电子综合化及预测与健康管理技术[J].测控技术，2011,1(23)：88-102.

第4篇：航天电子技术范文

Abstract： The avionics system occupies an important position in modern aviation technology. Nowadays， avionics system is the "brain" and "nerve center" of modern military aircraft； it is the key to take preemptive measures in the real battle. The level of avionics system has a great effect on the improvement of modern fighter's combat force. This paper describes the development and characteristics of avionics system， the current situation of interface of avionics system and its limit； it introduces SCI， SCI/RT protocol meeting real-time application and its performance index， and points out that SCI＼/RT is the core technology and preferred standard of avionics system of future military aircraft， so we should pay attention to and accelerate the research on it.

关键词： 航空电子系统；总线；SCI/RT

Key words： avionics system；bus；SCI/RT

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0208-03

0 引言

现代先进战机大量采用各种先进航空电子系统来保证飞机具有全天候的探测能力、精确的武器投放能力和强大的电子对抗能力。综合航空电子系统也可以称为航空电子系统，通常的情况下我们将现代飞机装备中的各个电子设备总和叫做综合航空电子系统。具体来说，综合航空电子系统主要包括了雷达，综合显示控制管理，导航，识别系统，任务计算机等等分系统。可以说，航空电子系统在现代的战机中的地位是非常关键的，可以说是整个飞机的“大脑”和“神经中枢”，是在现实斗争中能够先发制人的关键所在，飞机的综合航空电子系统是提升现代军用飞机战斗能力的重要因素。SCI/RT总线是一种高性能的实时互联总线，具有实时性强，效率高，传输速度快和延迟低等优点，可以广泛应用于新一代要求高实时性和低延迟、高传输速率的航空航天器机载总线。

1 航空电子系统的发展过程

我国的航空电子设备工业经历了长时间的发展，在这个过程中出现了几次巨大的变革，每变革一次，飞机的性能都会得到一定的提升，并不断的促进着我国航空电子工业的发展。

具体的来说，我国航空电子技术的发展历程经历了四个阶段：

第一阶段为分立式航空电子结构，这一阶段的系统是由子系统来组成的，很多个子系统组成一个完整的系统，而每个子系统都最终依赖于驾驶员的操作。一些雷达，通信，导航等电子设备以点对点的方式连接在座舱内，驾驶员通过从子系统内接收到的消息，来掌握外界的情况和武器状态。

第二阶段为联合航空电子结构，这种结构把导航，雷达，识别，通信等等子系统都连接成一个系统上，并集中控制。并在整个系统的最后链路中，也就是控制和显示器的部分，形成资源的共享。目前，大部分的现役飞机都是采用的这种系统结构。

第三阶段为综合式航空电子结构，这种电子结构是以美国的“宝石柱”：计划为基础而建立起来的，多个系统共享综合处理器，并在高速传输线的辅助下联成网络。美国的F-22战斗机是实现“宝石柱”系统的第一架战斗机。

第四阶段为先进的综合航空电子结构，这种结构是在“宝石柱”之后的“宝石台”计划。这种结构主要在推进传感器系统的综合方面有新的突破。可以应用于联合攻击机（JSF）上[1-2]。

2 新一代航空电子系统的特点

功能分区的概念是在新一代的航空电子系统中提出来的，具体的说，功能分区就是将一个系统内的功能近似或者任务关联的部分，在一起实现资源或者信息的共享，并在实现动态的重构及容错。

进一步的向深处，向广处发展，是第一代系统的第二个特点。“宝石台”计划的任务之一就是在传感器的信号方面实现突破，这对于整个航空电子技术的发展来说是一个重要的转折。

综合航空电子系统是新一代系统的第三个特点，综合航空电子系统的主要表现就是用以外场可更换模块代替外场可更换单元。这对于整个航空电子系统的发展极其重要。

场外可更换模块一级上实现硬件的资源共享是新一代系统的第四个特点。这一技术的提升使得系统的容错技术又提升了一大步，并达到了资源的共享。

向智能化发展是新一代系统中第五个特点。在未来美国的驾驶员利用助手系统完成收集数据、推理和判断并作出决断，可以直接给出控制指令，也可以向驾驶员提出处理建议。

3 新一代航空电子系统的总线接口技术

在现代先进的飞机电传操纵系统和航空电子综合化中最重要的关键技术就是机载数据总线技术。机载数据总线技术不仅决定着飞机性能和航电系统综合化程度的高低，更是计算机网络技术在航空电子底层的具体实现。为了满足新一代航空电子系统高实时性、高宽带、高可靠性以及具有并行处理能力和开放的体系标准，未来航电系统互联的主要形式和发展方向主要是统一航空电子网络。

在公共宽带或者以太网的状态下，误码率会比较大，如果有专用的宽带的话，就不会出现网络拥堵，误码率也会不断的减小。发展到现在，为了进一步的加强航空电子总线接口的可靠性，一般是采用的总线互连技术。在美国的F-22战斗机上，航电系统中存在着很多的总线互连技术，但是这种系统也存在着自身的缺陷，比如数据网关的过多的存在，造成数据通信会出现比较大的延迟，另外系统的可靠性也会降低，系统维护的成本也增加[2]。在未来的战争中，对于军用飞机的处理器和传感器要求会越来越高，并对整个系统的互连网络的要求也越来越高。因此，如果能够用一种互连的网络来代替目前的总线接口的话，这一问题就将会得到解决，从目前来看，SCI正是满足这些要求的航空电子系统互连网络接口，具体不错的发展前景。

SCI是一种较早推出的IEEE商用网络标准（IEEE-STD-1596-1992），它是Scalable Coherent Interface（可变规模互连接口）的缩写。表1给出了三代综合化航电协议的纵向比较[3]。可扩展的一致性接口SCI于1992年确定为ANSI/IEEE标准。SCI是一种宽带数据接口，可支持底板互联、LAN互联、处理器互联、存储器互联、I/O互联。支持基于全局共享存储器Cache一致性、可变宽度的单向点到点电缆或光缆的通信接口协议。取代F-22上高速光纤数据总线（HSDB）、1553B总线等旧标准，最终实现航空电子的综合（集成），以期简化电子系统结构，提高功能和降低费用。

由于SCI协议本身不能够提供实时性的保证因此不能直接应用于航空电子系统。为了满足SCI实时应用的要求而制定了SCI/RT接口标准，在SCI标准的基础上建立一个适合实时应用的互连系统是其设计的意图。

SCI/RT不仅能够支持短距离，高速的并行互连，还能够支持长距离的串行互连。SCI/RT的互连范围很广，还支持很多灵活的拓扑形式。SCI/RT的应用范围从最简单的环互连，到比较大的多个环的用桥互连，再到高性能的交换机互连，都能够运用。在航空电子系统应用中，从物理拓扑上保证可靠性是至关重要的，军机上除了采用各种检错措施来提高单个链路的可靠性，而且还要采用备份链路，即用冗余的方法来提高军机电子系统的抗打击性。

随着技术的进步，高速互连网络有明显的3个发展趋势：

①通信速率千兆化。以太网的通信速率已达到千兆，万兆以太网也在研制之中。

收发器件和交换器件的通信速率已达到1-3千兆（Gbps）.

②互连网络交换化。千兆交换器件的出现标志着互连网络已从总线网、环形网、令牌网进入到交换网络的新阶段。

③传输介质光纤化。作为传输介质，光纤比电缆有显著优点，在民用领域已广泛应用，在军用领域应用条件也已成熟。

SCI/RT具有以下性能：

①SCI/RT替代现有体系中的命令/控制总线（MIL-STD-1553B），以确保命令/控制消息实时传输；

②SCI/RT可替代现有体系中的测试维护总线（TM-BUS），以实现对模块的互连接口的测试与查错；

③SCI/RT可替代现有体系中的数据流网络；

④SCI/RT可部分替代现有体系中的高速数据总线（HSDB）；

⑤SCI/RT通路器取代了传感器数据分配网络（SDDN）的定向连接，速率将由每根纤维的400Mbps推高到1000Mbps；

⑥SCI/RT网络取代了面向连接的视频数据分配网络（VDDN），使速率由每根纤维的400Mbps推高到1000Mbps；

⑦SCI/RT的灵活性可实现背板至LAN，电介质至光介质和串行至并行的无缝连接；

⑧传输层功能——数据总线协议层之上的通信功能；既提供某种传输层上的通信功能服务，这是其它协议所不具备的；

⑨98%的分布型体系；

⑩开放的体系标准。

从军用航空电子体系结构和功能的角度来看，SCI/RT的特点完全能够胜任未来的航空电子应用，构成光纤统一网络，替代目前航空电子系统的复杂构成，提高可维护性，降低空闲部件成本，提供并行处理能力。

4 结束语

二十一世纪的作战飞机对航空电子系统的功能和性能都有极高的要求，若要满足这些要求，就必须采用集通用模块、人工智能、数据融合、高速数据总线技术等为一身的新一代航空电子综合系统，通过高度综合，最有效的利用各子系统的信息资源。SCI/RT必将是未来航电系统的核心技术和首选互连标准，越来越广泛地应用于新一代航电综合系统。

参考文献：

[1]涂泽中，雷迅，胡蓉.对新一代综合航空电子系统发展的探讨[J].航空电子技术，2001（04）.

[2]罗巧云.美军F-22的先进航空电子系统[J].电讯技术，2006（06）.

[3]，罗志强.未来一代军用航空电子系统[J].航空电子技术，2000（03）.

[4]谢文涛.综合航空电子系统结构及相关技术（上）[J].国际航空，1996（05）.

[5]吴铭望.航空电子发展的新纪元[J].航空电子技术，2000（03）.

[6]姚拱元，吴建民，陈若玉.航空电子系统综合技术的发展与模块化趋势[J].航空电子技术，2002（01）.

[7]姜震，熊华钢，邵定蓉.未来航空电子高速数据总线技术的研究[J].电光与控制，2002（03）.

[8]汪健甄，许宗泽.航空电子高速数据总线性能分析及其实时性仿真[J].南京航空航天大学学报，2008（03）.

[9]王新华，甄子洋，龚华军，杨一栋.光传飞控系统交叉通道数据链路设计与分析[J].南京航空航天大学学报，2011（04）.

第5篇：航天电子技术范文

关键词：AIS 航标 遥测 系统

1.AIS简介

船舶自动识别系统（AIS）是用于船-船、船-岸和岸-船之间的通信助航系统。它由船载设备与岸基设施组成。IMO把其定义为一种能够自动发送与接收交通信息进而协助避碰的船载自备工具。它使得水域中的船舶可以相互识别。

据ITU的规定，用于航标的AIS信息主要集中在信息21、信息12、信息8、信息6（标准ITU-R M .1371-4）。可利用航标AIS提供以下信息和数据：航标名称、类型、尺度；时间标记；定位设备类型；航标设定位置和目前位置；虚拟航标标记；航标技术状况；浮动航标移位或故障状况；天气、潮汐和海况实时数据；性能监控实时信息。

2.系统整体设计

AIS航标检测与监控系统主要由AIS航标终端，AIS基站，AIS航标及基站检测维护设备，AIS服务器，电子海图AIS航标基站位置状态监控系统等几部分组成。

（1）AIS航标终端。航标上直接安装AIS装置，利用源自航标的本地数据产生相应的AIS信息，以NMEA0183 VDM Message21方式广播发送本航标位置及状态信息。

（2）AIS基站。主要功能是将管辖范围内接收到的AIS船舶信息实时发送给数据管理中心，并根据数据管理中心指令，广播AIS文本信息到船载AIS终端，广播虚拟AIS航标位置信息，协调管辖范围内AIS时隙使用。所有基站可实现网络数据融合。

（3）AIS检测维护设备。主要功能测试AIS航标及基站的发射功率、频率、MMSI、发射各种语句、相应的时隙数等。AIS检测仪可用于上标前对航标AIS的检验，也可用于安装后现场检验，对的虚拟航标信息进行现场采集和检验。

（4）AIS服务器。包括AIS应用服务器、AIS数据服务器、网管终端和交换机路由器等网络设备。基站数据处理软件和基站系统管理配置软件安装于应用服务器上。AIS基站信号通过专线与控制中心连接，在控制中心进行AIS数据的处理和保存。AIS服务器采用双机热备份，过滤、解析、处理、入库后，将实时数据下发到海事工作站的监控终端，预留一路数据接口到VTS船舶管理中心。

（5）电子海图航标基站监控系统平台。基于AIS技术基础的应用类系统平台软件。它结合AIS、电子海图显示技术、Internet技术等，主要功能可在电子海图上直观监控到AIS航标、AIS基站、AIS船舶实时位置及航行信息，对AIS设备历史数据进行列表统计和轨迹回放，同时结合历史记录分析辖区内AIS设备工作状态。图1所示为AIS航标检测与监控系统总体设计框图。

工作流程：在航标上安装AIS设备，将本航标位置信息、ID信息和航标灯状态信息广播发送周围AIS船舶和陆地AIS接收基站。AIS基站将收到的船舶和航标信息通过控制器发送到服务器端，进行数据处理和数据解析入库等工作，同时服务器端通过Socket方式将AIS信息发送到电子海图AIS船舶航标基站监控系统，并实时刷新，组成整套AIS航标及基站监控系统，实现远程监控AIS航标和基站的功能。

因AIS航标安装于海上，AIS基站绝大多数安装于沿海及岛屿上，工作环境恶劣，发射性能指标需要定时测试及核查，本系统加入便携式AIS航标基站检测仪，对AIS设备进行全面系统检测，以便及时发现问题设备，及时检修更换。

整套系统集AIS航标基站远程监控，历史数据回放，AIS航标的性能维护于一体，采用模块设计，将数据集中到海事数据中心和VTS中心，有利于数据安全、统一管理和优化资源。可以提供网络覆盖范围所有安装AIS设备的航标基站工作状况，是一种有效的航标远程维护监测手段。

3.系统硬件

（1）AIS航标终端。AIS航标终端组成包括五个部分：航标AIS终端主单元、VHF天线、GPS天线、灯器、电池。

在航标上安装一体化AIS ATON设备，利用航标自身能源供电。通过串行接入航标灯灯器电路，采集灯器工作电流；通过并行接入电池电路，采集当前电池电压，同时AIS ATON将本航标位置信息、ID信息和航标灯状态信息发送周围AIS船舶和陆地AIS接收基站。

航标AIS终端通信模式主要分RATDMA（随机时隙时分多址）和FATDMA（定时隙时分多址）。需要指出的是，RATDMA可以离开基站独立工作，而FATDMA必须依赖基站才能工作。后者每次信息发送时隙位置都是固定的，需要由基站协助广播时隙保留指令，避免因周围船载AIS或其他航标AIS在相同时隙发送信息而造成时隙冲突。

AIS航标设备主要技术指标如表1所示：

（2）AIS基站。AIS基站包括2台AIS基站收信机和基站控制器、AIS基站天线、GPS天线、避雷器、天线安装架、馈线和路由器。AIS基站主要将覆盖范围内接收到的AIS数据通过基站控制器发送给AIS服务器端，基站控制器最多可以发送16个不同链路数据，AIS服务器端同时可以通过基站控制器下达对AIS收发基站的设置指令以及需要广播或寻址发送到船载AIS终端的中英文短信等。基站控制器同时还具备本地实时数据存储、本地AIS目标监控、本地AIS时隙表统计等功能。系统采用双机备份并可以自动切换，提高了数据可靠性和稳定性。

目前我们沿海三大航海保障中心使用的AIS基站主要以瑞典SAAB公司生产的R40型号为主，今年来，国内AIS生产商也陆续研发生产了多种功能的AIS基站，随着国内企业对AIS技术的不断提高，国产基站将完全替代进口产品。

（3）AIS航标基站测试仪。航标AIS的日常维护和现场检修工作量不断增加，航标一线工作人员在AIS航标、AIS基站巡检时必须跟监控中心联系，依靠基站接收信号判断航标AIS是否工作正常。但这种方式不能检测航标AIS 的关键技术指标，如AIS航标＼AIS基站发射时隙数设置是否正确，发射功率是否达标等。为此南海航海保障中心开发了一种手持无线AIS测试仪，可以测试AIS航标基站的发射功率、频率、MMSI、发射各种语句、相应时隙数等。设备采用电池工作，可立即显示测试数据，也可通过USB连接线跟电脑相连读取数据。测试仪不仅用于AIS设备的检验，亦可用于安装后现场检验，更可用于日常维护、检修等。为AIS航标和基站提供更多性能检测和技术保障。

AIS航标基站检测仪主要性能：①工作频道为AIS1（CH2087）和AIS2（CH2088），以及DSC频道。符合ITU R M-1371-4等国际标准；②能接收并显示消息21、6、8、14等各种信息；③可以测试I、II、III型的AIS航标；④检测时可用同轴电缆直接连接（串衰减器）AIS设备或用天线无线方式；⑤检测结果除显示外，同时可存储，最多可保存10次测试数据。所保存的测试数据可以通过软件转存到电脑上，以便打印测试报告；⑥采用时隙同步技术，不需要GPS时钟信号。对于生成的VDL语句和查询语句采用RATDMA通信模式。

4.系统软件

第6篇：航天电子技术范文

关键词：我国 无线电导航 发展的回顾 建议

无线电导航系统一般由装在运载体上的导航设备和设在地面或卫星上的导航台（站）组成，通过在导航设备和导航台站之间的无线电信号传播和通信获得导航信息，给运载体指示出实时位置或方位，使其顺利完成导航任务。无线电导航已经广泛应用于航空、航海及航天事业中，并且在陆路交通、工农业生产、大地（海洋）勘探测量、旅游探险、科学研究等诸多方面发挥越来越重要的作用。

一、导航技术的概念

所谓导航，就是将航行的载体从一地引导到另一地的控制过程。现代导航技术的应用，必须选择导航方案，通过选用合适的、具有高可靠性和精度的导航设备来完成引导。导航设备构成导航系统对各种导航要素进行处理，给出定位信息，以实现正确可靠的引导。导航可以分为无线电导航、惯性导航、天文导航、多普勒导航和仪表导航等，方法上来看主要就是测角和测距。

二、无线电导航的现状

纵观无线电导航的发明和发展史，一般都是通过单独或相互搭配地应用各种导航手段，实现为运载体提供实时方位或定位信息的目的。到目前为止，无线电导航主要使用的还是陆基无线电导航系统，包括伏尔（VOR）、测距器（DME）、塔康（TACAN）、罗兰-C（Loran-C）、无线电信标（Radiobeacon）、仪表着陆系统（ILS）、微波着陆系统（MLS）、精密进近雷达（PAR）等。自第二次世界大战以来陆续出现的这些导航系统相互搭配，构成了较为完备的导航混合体，基本满足了航空和航海等运载体在不同航行阶段对导航的不同要求，最近20年，以GPS为主导的卫星导航技术得到了飞速发展，得到了广泛应用。另外，以信息技术的高速发展为支撑，光学陀螺捷联式惯性导航仪、地形匹配导航、联合战术信息分发系统（JTIDS）、定位报告系统（PLRS）等新一代导航混合体也已经问世并投入使用。

三、我国无线电导航发展的回顾与几点建议

在自力更生与改革开放的正确路线指引下，经过导航工业战线的广大职工半个世纪的积极努力与无私奉献，使我国的无线电导航信息业取得了巨大成就。对我们导航领城的发展来说，就必须认真总结以前的经验教训，并在已取得巨大成就的基础上，加大力度发展我们自己的导航技术与导航信息产业，建立我们自己的全国性的高精度导航网，在21世纪里全面地跨入世界先进行列，的的确确任重道远。

（一）国际发展趋势

在未来的20到30年内，无线电导航国际上主要发展趋向一是全球、全天候、高精度、连续、实时的全球卫星导航系统，包括CNss及其增强系统，发展由多种导航设备组合到一起的，尤其是采用数据融合技术，并以包括全球卫星导航与惯性导航在内的组合导航系统，发展集通信、导航、识别等多种功能于一体的综合导航系统，以适应现代化多兵种协同作战的全方位立体化战争的需要。发展新型的着陆系统，包括利用全球定位系统等进行精密着陆与进出港系统；再就是发展以地形地貌特征为基础的地形辅助导航系统。

（二）引进的重点必须是技术

现代无线电导航是典型的高新科学技术。它是知识密集、技术密集和以科研开发为先导的复合型电子工业的一个十分重要的组成部分。涉及到现代工业与科学技术的各个领域。适当引进少量先进的导航设备是必要的，但引进的重点是技术，引进的目的是为了开发。无数事实证明，真正先进的东西是很难买得来的，甚至根本就买不来。因此，我们的立足点必须是切实依靠自己力量，大力加速发展我们自己的导航技术与导航信息产业。从长远角度讲，只有这样，才真正有利于我田导航事业的发展，才真正有益于我国防建设与国民经济建设。

（三）无线电导航技术的应用领域迅速扩大

无线电导航技术的应用正在迅速超越交通运输的范畴，渗透到国民经济和人民生活的各个方面，包括工业、农业、林业、渔业、公安、急救、邮电、电力传输、地址、石油开采、信息网络以及科学研究等等。无线电导航及其应用技术将发展成一个重要的高科技信息产业，在促进国民经济发展的同时，也在不断提高着人民的生活质量。

（四）军事领域出现了新一代导航混合体

卫星导航、微波着陆、组合导航等除了广泛用于航行引导外，还具有广泛的军事作战用途。而地形匹配辅助导航系统、联合战术信息分发系统及定位报告系统等在体制上与传统导航有较大差距，它们一般不为航行提供服务，主要作为军事战场应用，提供了战场所需的高精度定位、抗干扰、抗毁灭、反利用、反欺骗等性能，形成了新一代的导航混合体，成为发展现代高科技军事的关键环节，并发挥出越来越大的作用。

（五）我国的民用航空导航技术政策趋向

我国的民用航空导航技术政策是逐步从提供导航信号过渡到提供基于性能的导航服务。中国民航计划在未来的20年内，实现从陆基导航系统向星基导航系统的过渡；逐步在民航实现并推广RNP/RNAV，虽然卫星导航技术发展迅速并在未来全球导航环境中起到重要作用，但在可预测的时间类陆基导航系统仍然要作为GNSS的所有飞行阶段的重要备份系统。

三、结束语

从无线电导航技术发展历程来看，上述陆基无线电导航系统，普遍存在下列不足：信号覆盖区域有限、技术落后、设备陈旧、定位精度低，难以适应现代民用航空的导航定位需要。星基无线电导航系统，特别是第二代星基无线电导航系统的问世，给无线电导航注入了强劲的生命活力，开创了无线电导航定位的新时代。卫星导航系统可以全球、全天候地高精度导航，具备成为支持民用航空的唯一导航系统的能力，随着其在民用航空中的应用和不断推广，国际民航界逐渐认识到从现有陆基系统向星基系统过渡是未来空中交通管理系统发展的必然趋势。

参考文献：

[1]田建学，张然，张鹏明.无线电导航系统的发展前景与军事应用[J].技术与市场.2007（12）

[2]谢世富，刘治学.我国无线电导航发展的回顾与几点建议[A].全国飞机与船舶通信导航学术研讨会论文集（上）[C].2000

[3]丁宏才.无线电导航系统的发展趋势——以全球卫星导航系统为主的单一化[J].青岛远洋船员学院学报.1998（04）

第7篇：航天电子技术范文

关键词：船舶通信；导航技术；发展趋势；渔业船舶

一、渔业船舶通信的技术内涵

渔业船舶通行主要是针对渔业船舶方面，将其作为承载平台，以水上航行为使用环境，以服务于渔业船舶使命任务而达成目的，综合使用多种通信手段构建成的一个通信系统。就目前的情况来看，其具有自身的特点，包括：（1）在对外联络的时候一般是通过无线通信和北斗系统，为了能够有效进行远距离的通信，通常会选择卫星和短波进行通信；（2）通信频段所涉及的范围比较广，并且系统非常复杂，因此在进行安装的时候需要高度集成；（3）因为整个过程没有一个固定的基础进行依托，因此对于各个系统的通信都是属于一个完整的个体。导航技术是一种综合技术，其涉及的内容比较广泛，包括集航位推算、无线电信号、惯性解算、地图匹配、卫星定位等多种方式，从而能够进行动态和位置的参数控制。目前，对于导航技术可以按照以下进行分类，包括航位导航、无线电导航、惯性导航、地图匹配、卫星导航及两种以上方式的组合导航等；而对于导航运载体主要分为了飞机，船舶、汽车等。

二、通信技术在渔业船舶导航方面的应用和发展

就目前的情况来看，渔业发展的过程中非常重要的部分是航海，最早是指南针的应用，其对于我国海军的发展做了很好的铺垫。从前我们对渔船的定位主要时根据天体的位置进行判定，同时使用罗盘进行方向判定。随着社会的发展，通信技术得到一定得发展，现代卫星通信技术逐渐由卫星定位代替了以前的方法，对于这种新技术具有一定的优势，精度高，全天候、高效率、多功能、同时在操作方面也非常简单，因此也是更广泛的应用。对于GPS系统最早的发展是美国的第二代卫星导航系统，在最开始的时候是用在军事、航空、航海等专业领域，随着对该方面的研究投入，系统得到进一步发展，从而有效的控制能耗和成本。另外，国家也加大了对这方面的重视和投入，如今汽车导航系统和一些设备都被广泛的应用。北斗卫星导航系统是我国区域范围内三维卫星定位和通行通信系（CNSS），是继全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统，也受到了广泛的重视。

三、渔业船舶通信导航技术

1．网络通信技术（1）CAN总线通信接口电路设计载网络层次结构中非常重要的部分地区数据链路层和物理层，其能够有效的保障通信质量。在这个层次中CAN是非常重要的部分，其主要的应用是使用一块可编程芯片上逻辑电路的组合达到其目的，对此主要是提供微处理其物理线路的接口。如图1所示，对于线路的接口主要有四个方面组成，包括控制器AT89C52、CAN控制器SJA1000、CAN总线驱动器82C250和高速光电隔离6N137。对于微处理器主要的作用是能够进行初始化控制，主要是针对SJA1000，从而能够达到数据的接收和发送任务的目的。（2）以太网通信接口在通信系统中使用以太网导航设备主要的作用是进行数据的接收，并对其进行传输，进行电路设计的时候需要进行接口的通信。但是还需要充分的考虑到电路设计的简易程度以及成本方面，因此主要是选择了RL8019AS以太网通信接口芯片，电路设计框图如图2所示。以太网通信主要是使用10BASE-T布线标准，10BASE-T收发器主要是作为了RTL8019AS内置，因此进行电路的控制非常简单，另外在这个过程中还需要连接一个隔离滤波器，接收线和发送线主要是由TPIN±和TPOUT±充当，通过隔离后能够和RJ-45接口的RX±、TX±端相连。对于时钟电路主要使用T1、T2进行20MHZ晶振以及两个电容的连接，从而达到全双工通讯的目的。（3）通信网络的可靠性设计冗余是一种多功能的手段，其针对系统和设备进行的，对于这个系统最大的作用是能够进一步提高系统的可靠性，但是其缺点是使得系统变得比较复杂，对此我们需要注意在使用该项技术的时候必须要采取成熟的设计方法，从而能够有效的提高可靠性。为了进一步确保可靠性，一般情况下会选择使用两套一样的总线拓扑结构，并且在这个过程中选择2个计算机进行监控，包括（A和B）来进行网络的监控（A路和B路）。对于这两种网络监控方式进行配置的时候方法是一样的，主要是通过CAN接口与CAN网络A和CAN网络B相连，然后能够进行2个网络以及导航设备的监测。在这个过程中主要是使用以太网进行通讯。CAN总线上所有的接口都是使用冗余进行设计，即使用2个CAN控制器接口连接好总线。需要注意在这个过程CAN总线结构是需要做好备份的，因为其中一个一旦发生故障后，另外设备就能从另一个线路进行通讯，这样做最主要的作用是能够确保CAN接口或线路发生故障不会影响到网络的发展。进行电路的切换能够正常的显示CAN总线网络上工作信息，从而有效的确保冗余设计。2．渔业船舶导航系统应用技术随着社会的发展，越来越多的技术被应用，而电子海图显示与导航系统是一个比较新颖的导航模式，其最大的优势是能够在同一个屏幕中叠加显示海图信息、导航信息等，其数据结构非常的独特，方便进行分层显示，同时也能够快速进行调用，为驾驶人员提供方便。渔业船舶导航系统对于各个功能方面的要求非常高，主要体现在：（1）海图操作，其主要是运用海图进行操作，其包括的范围非常广，主要是进行海图的放大、缩小、漫游、测距等方面，用户能够通过不同的比例尺进行各个区域的地理信息查询，同时能够有效的测定出船舶之间的距离，并且使用目前区域的海图进行输出，从而方便进行海图的识别。电子海图具有一定的优势是能够进行原始选择，对于这种功能主要的方法是：点选择、矩形区域选择、圆形区域选择、取消所有选项与原始选择，从而方便进行编辑。（2）当开启了导航，就能够实时的显示出各个运动的状态，其主要是体现在电子海图上，利用ODBC技术能够有效的管理接收到的信息数据，同时通过软件进行计算能够推算出具体的地理位置。在这个过程中主要是使用GPS数据进行导航，其能够有效的掌握现场的各个参数，同时进行渔业船舶的各个轨迹的存储。（3）航线管理模块目前也得到了广泛重视，因为其具有很多优势，主要是计划航线调入、添加航路点、删除航路点、航线安全性评价等功能。3．防雷避雷技术（1）外部防雷就目前的情况来看，直击雷会产生一定的破坏，对此选择在渔业船舶进行防雷装置的安装，将其引入到地中进行安全的释放。将其与平坦的海平面进行比较，渔业船舶上主要手段雷击的地方是桅杆，因此通常情况下我们对于渔业船舶的通信设备主要是安装在桅杆，防止雷击伤害。对于渔业船舶防雷装置其主要是有4个部分组成，包括天线系统、避雷器、避雷针以及接地装置。通常渔业船舶天线系统都是设置在驾驶台顶部，因为天线会受到海水盐度和机舱废气的双重腐蚀，因此对于天线来说很容易发生生锈，当发生雷电的时候，天线会因为锈蚀方面的影响从而不能达到防雷的目的。通过计算可以知道，接地电阻和放电所引起的反冲是成正比的，当接地电阻过大，就会进一步增加放电。当天线锈蚀的时候，雷电流就会发生反冲现象，从而使得设备受到影响。对此通常情况下我们会选择设置接地电阻，控制在4~10之间。另外，在整个过程中还需要渔业船舶工作人员定期的进行天线铜线的检查工作，如果发生锈蚀现象就需要及时的进行维护，从而达到保护的目的。（2）内部防雷随着社会的不断发展，渔业船舶通信导航设备得到了进一步发展，但是也在很大程度上增加了设备损坏几率。对此需要针对这种情况进行具体分析，采取由此措施进行控制，从而防止设备受到干扰。进行感应雷达控制的时候注意采用的方法是等电位连接、屏蔽、保护隔离以及合理布线等，对于这些措施能够有效的降低电压损坏。另外为了防止过电压冲击对电子设备的危害，我们会选择在设备的内部端口安装抑制过电压器件来吸收过电压冲击，通过传导的方式进行控制。过电压的一大特点是具有非常大的能量，对此需要采取有效的措施进行过电压电流的吸收，目前主要使用的方法是：1）电气隔离。电气隔离主要是通过安装6N137进行控制器和收发器的干扰控制，从而达到其目的。2）增加器件来保护总线。如果发生雷击现象，对于强大的能力不能有效的进行释放，就会在很大程度上损坏收发器，对此为了防止这种损坏现象，我们会选择安装防雷管和TVS来保护总线。在实际应用过程中因为防雷管反映特别慢，因此会选择增加TVS电阻在防雷管后面，从而能够更好的保护雷击现象。

四、渔业船舶通信导航技术发展趋势

（1）导航系统将向微型化、高精度方向发展。随着社会的发展，渔业船舶通信导航会得到进一步的发展，其会逐渐朝可靠性、小型化、轻型化、低功耗、智能化、数字化等方面发展，有助于产品的使用。美军芯片级原子钟的体积会进一步缩小，大概只有原来的一百分之一，大小也就只有15cm3，功耗的消损也会达到降低，进一步提高数量级。同时为了提高性能，会选择芯片级组合原子导航仪进行控制，从而能够进一步提高精度的运动探测能力。（2）渔业船舶通信导航网络向一体化、综合化、智能化快速发展。其主要是体现在以下方面：实现网络功能综合化、智能化，而主要是使用不同的手段和网络之间的关系进行集合。例如，“三网融合”，其主要的应用是进一步融合电信网、广播电视网和互联网。随着社会的不断发展，越来越多的科技技术被应用，包括物联网、云计算、大数据等技术，从而能够进一步优化各项功能。为了能够适应这个发展趋势，需要进一步加强宽带网络、高速数字接入网、智能网技术方面的研究。同时在这个过程中还需要有效的融合惯导、卫导、天文、测深、地理等信息单元的信息，从而能够进一步提高信息技术，直接和渔船操控环节、渔船监控网方面进行连接，也能够进一步实现通信、导航的组合，从而使得渔业船舶更加的智能化和经济性，进一步提高性能。总之，通信技术具有非常重要的功能，其能够进一步实现对信息的采集、处理、传输、交换与重现的技术，因此也是越来越受到重视。本文主要分析了渔业船舶通信导航技术及发展趋势，以期提供一些借鉴。

参考文献

[1]解志斌，田雨波，颜培玉等.船舶通信与导航实验室构建研究[J].实验室研究与探索，2012，10：417-419.

[2]张杰.船舶导航系统网络通信关键技术研究及开发[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2006.

[3]李妍.船舶导航网络通信技术的研究[J].船海工程，2010，03：166-168.

[4]张宇.通用船舶自动识别系统（AIS）及其关键技术研究[D].武汉：武汉理工大学，2004.

[5]李圆明，丁振国，张密.船用通信导航设备使用技术条件的研究方法[J].科技风，2014，01：38.

第8篇：航天电子技术范文

40年磨一“箭”

这是我国第一次在卫星上使用离子电推进系统。这个离子电推进系统由中国空间技术研究院510所研制，从预研到成功上天，该所的科研人员整整花费了40年的时间。

整个离子电推分系统包括1个推进剂贮存模块、1个调压模块、1个流量控制模块、1台离子电推进器以及其他附属设备。系统净重约140千克。离子电推进器额定推力40豪牛，比冲3000秒左右，工作寿命在10000小时～15000小时之间，达到了国际先进水平。

510所所长张伟文告诉记者：“这两次点火虽然只用了7分钟的时间，可是为了这7分钟的成功，我们却花了40年来研究。这次电火箭在实践九号上的20次点火把卫星的轨道提高了324米。

510所是国内最早开展电推进技术研究的单位，早在1974年就开始研制离子电推进系统。1986年该所研制的80毫米汞离子电推进，获得了1987年国家科技进步一等奖，在当时达到了国际领先水平，产品技术水平不弱于从50年代就开始从事此方面研究的美国。可这反而成了离子电推进系统由胜转衰的时候。由于航天器电源功率等技术的制约，国外也没有开始应用，国家相关部门决定，终止离子电推进系统的研究。而这一放就是十年。但是，510所看好这项技术在未来的发展前途，并没有解散这支科研队伍，通过自筹资金一直维持着这支科研队伍，并于1988年至1993年期间研制成功了90毫米氙离子电推进系统。

张伟文说，直到1997年，美国的“泛美”5号卫星上首次应用了离子电推进系统，在世界航天界引起轰动。1999年，我国决定重新开始对离子电推进器的研究。510所乘势而上，在1999年至2004年研制了200毫米离子电推进系统原理样机，主要性能达到国外同类产品水平。2004年～2007年完成了200毫米离子电推进系统工程样机研制，通过了环境条件鉴定试验。2007年至2012年为实践九号卫星研制了200毫米离子电推进子系统，该卫星已经于2012年10月发射并实现首次空间飞行试验，离子电推力火箭是3个最主要的测试系统之一。此次离子电推力系统的成功应用，对我国的航天事业来可以说是里程碑式的。

张伟文告诉记者：“国际航天界近年流行一种说法，卫星上不用电火箭，这样的卫星永远是二流的。这次试验成功，是我们所的科研团队通过40年的时间，把技术变成了产品。是对我们40年科研工作的肯定和回报。”在采访中，该系统的设计师杨福全写下一首诗：“深寒锁不住成功喜悦心，多年辛苦的回报，愿景不朦胧。成也不浮躁，切忌精神松，万里征程第一步，高峰待攀登”，表达了这个团队的喜悦和自豪之情。

据了解，目前国内开展离子电推进技术研究的单位包括510所、801所、502所、哈尔滨工业大学、西北工业大学、北京航空航天大学、国防科大、上海交大等，其中，只有510所和801所属于工程产品研制单位，其它只进行相关技术研究，而能做出离子电推进系统的只有510所，并且突破了诸多电推进技术，其中不少技术一直被美国长期垄断。

多项技术打破国外垄断

如果说离子推进器是卫星和探测器的心脏，那么空心阴极就是离子电推进器的心脏。因为离子电推进器是依靠空心阴极产生的电子来保持电推进器工作的，因此空心阴极是最重要的单机组件，在2004年以前我国自己不能生产。但就因为这个部件最关键，英美以及俄罗斯等国家对该产品的出口限制非常严格。510所在离子电推进系统的研制过程中多次向这些国家申请购买，都被拒绝。对方很明确地回答他们：“这是航天领域的最先进技术，国家不允许出口。”就这么一个长50毫米，直径20毫米的小东西却成了限制离子推进器研制的最大绊脚石。

510所决定自己组织团队开发具有自主知识产权的空心阴极，打破国外的技术垄断。负责研制空心阴极的主管设计师郭宁告诉我们：“我是2004年进入特种推进室从事空心阴极研究的，但是不少同行都劝我放弃，认为以我们目前的技术水平根本不可能研制能和国外相媲美的空心阴极。”但是郭宁和自己的团队没有放弃，他们开始查阅大量文献，一个阴极需要十几种特殊材料，而且每种材料的排列和使用都必须正确才能达到理想的效果，于是他们开始没日没夜地做实验。由于实验效果具有偶然性，因此他们一个实验往往要重复好几遍。最后花了将近10年的时间才研制出了具有很好稳定性、长寿命高可靠、性能与国外产品相当的空心阴极。

除了空心阴极，环尖场放电室优化设计技术、精密栅极组件设计和制造技术、气路高压绝缘技术、微小气体流量的精确控制技术、推力器工作寿命试验验证和模型预测技术，高电压、大功率电源处理单元研制技术、电推进微推力测量和等离子体羽流特性诊断技术、电推进系统测试和联试技术等多项技术均属510所自主知识产权，打破了国际上对这些技术的垄断。

离子电推进的特殊作用

什么是离子电推进系统？它与以往的用化学燃料的推进器有什么差别呢？510所特种推进室主任张天平研究员告诉记者，离子推进系统是属于非常规推进系统，它借助电能使工质离解成为带电粒子，再通过加速这种带电粒子流来获得推力。它的排气速度很高，每秒可达几十、几百千米，甚至更高。最早的离子引擎于1960年左右由美国航宇局的刘易斯研究中心制成，但之后一直处于试验阶段。1998年美国探测彗星的“深空”1号才首次将离子推进器作为主力推进系统应用在深空飞行中。

传统的火箭是通过尾部喷出高速的气体实现向前推进的，能短时间内产生巨大的推力，但工作时间短。离子推进器也是采用同样的喷气式原理，它所喷出的是一束带电粒子或是离子。它所提供的推动力或许相对较弱，但关键的是这种离子推进器所需要的燃料要比普通火箭少得多，推力更持久。只要离子推进器能够长期保持性能稳定，它最终能够把太空飞船加速到更高的速度。

离子电推进作为先进的空间推进技术，美国和前苏联一直都是这种先进技术的垄断者，直到近年来，相关技术才开始扩散。比如日本的“隼鸟”探测器和欧洲的“智慧”1号探测器等，而且技术已经取得了很大的进步和经济效益。目前，国际上已经形成了离子电推进和霍尔电推进两大主流应用产品，并将采用电推进系统作为衡量大容量、长寿命通信卫星平台先进性的重要标志。欧空局已经将电推进作为未来十大尖端技术之一。

当前，我国航天器工程已对应用电推进系统提出了非常迫切的需求，特别是新一代地球同步轨道卫星平台、深空探测航天器等。这些航天器的方案论证表明：如果不应用电推进系统，卫星平台就不具备先进性，不仅没有国际竞争力，甚至无法满足用户的要求；在现有运载条件下，某些深空探测任务将难以实现。

电火箭VS常规火箭

电火箭与常规火箭相比，没有庞大的身躯，就像一台小小的电子仪器，其推力也小得多。

通常常规火箭的推力可达30兆牛，这个巨大的能量可将成千上万吨的航天器送入太空。而一般的电火箭，由于电子的质量很小，它所产生的推力也就十分微弱，往往只有1/50牛。这种力量在地球上仅能托起一只乒乓球，与常规火箭相比，显得非常渺小。

不过，对于在太空中处于失重状态下的航天器来说，这个微弱的力足以推动其前行或移动了。1968年，美国首次将一组4个彼此相差90度的微型电火箭安装在一个同步卫星上。尽管这些电火箭只能产生很小的推力，但在几乎没有什么阻力的太空，它足以保证同步卫星的正确运行。

电火箭定位的精确度也令人吃惊。欧空局在2000年发射的6颗卫星上，全部采用了电火箭定位技术，它们在相隔500万千米的距离上，位置精确度却达到了1厘米。如此高精度的技术令人折服。

电火箭除了定位精准之外，还可以大大减少卫星和探测器上的化学燃料的携带量，节省下来的空间可以携带更多的仪器，提高效费比。例如，东方红四号卫星平台上有两个1400升的化学储剂箱，这里面的燃料主要是用来变轨的。采用了离子电推进之后，可以节省80%以上燃料，这样，卫星的自重也可大大降低，现在一颗通信卫星总重4.8吨，采用电推进技术，自重可减为1.8吨。星上原来只有56台转发器，可以把它增加到100台。也就是说，以后一颗用离子电推进系统的卫星，上面的科学仪器数量是现在的近两倍，而一个转发器产生的价值大约为100万美元。

电火箭按电能的推进剂不同，可分为电热系统、静电系统和电磁系统三类。与燃料消耗大、寿命短的化学火箭相比，使用电能推进剂的电火箭几乎不用担心推进剂用尽的问题，它可以长时间地连续运行，适合于各种卫星的姿态控制和轨道修正。欧洲首颗月球探测器“智慧”1号上采用的这种新型动力装置，利用高效砷化镓太阳能帆板把太阳光能转换成电能，并通过特设结构使部分电能产生电磁场；同时利用稀有惰性气体氙气作为工作介质。它比通常使用的化学火箭的效率要高出10倍，且需工作介质较少，可使航天器携带更多的有效载荷。由于太阳能是用之不竭的再生能源，因此它能在太空无重力状态下连续工作几年时间。

电推力是未来航天器的必选项

也许有人会问，我国多年来火箭和卫星一直采用化学燃料推进，改成离子电推进有必要吗？据有关人员分析，这不但完全有必要，而且我国的航天器要想在未来的太空有一席之地，在卫星上运用离子电推力器势在必行。

我国航天计划对电推进的应用需求，按照优先性及紧迫性分别为：同步轨道卫星位置保持、近地小行星探测、全电推进卫星、超静平台无拖曳控制、近地和中轨道卫星轨道维持等机动、火星以远深空探测等。目前，最为急需的是同步轨道卫星位置保持、近地小行星探测、全电推进卫星。其中同步轨道卫星位置保持的使命对电推进系统应用最为迫切，也是与百姓生活最密切相关的。一般来说卫星在太空中要保持住一个规定的南北方向的位置，如果位置保持不住，卫星上面的天线和相机就会发生偏离，影响到给地面传输的信号和照片，因此卫星的南北位置保持非常重要。我们现在使用的大部分通信卫星就是这种对南北位置保持要求很高的卫星，可以设想如果位置发生偏离，通讯就将中断，这会带来多大的损失？离子电推力输出推力非常稳定，更适合要求高度稳定的卫星。

第9篇：航天电子技术范文

说到航天，首先进入人们脑海的常常是在红色烟雾中腾空而起的长征“神箭”，或者是正在遨游太空的“天宫一号”，甚至是星球战舰和阿凡达……也许在很多人看来航天科技离我们非常遥远，似乎是高不可攀和与普通人的生活毫不相干的。但实际上，航天科技也有它非常“平易近人”的一面，它甚至已经影响到了我们生活的方方面面，在悄悄地改变着我们的衣、食、住、行。

衣——享受贴身舒适

在太空温度急剧变化的恶劣环境中，航天员必须穿着特殊的航天服才能保证正常体温和舒适感。相变材料（随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质——编者注）就是专为航天员而开发的织物材料。这种材料能够调节3℃的温度，当人的体温升高时，衣服面料中的相变材料会从固体变为液体，同时吸收人体热量；而当体温降低时，再从液体变为固体，从而将相变材料中储存的热量释放回人体，这样就避免了穿衣人感到过热或过冷。现在，普通人也有机会穿上采用这种相变材料制成的内衣和衬衫了，可大大提高身体的舒适感。

而法国的一家名为阿泰克航空航天公司的分公司，使用最初为欧洲“阿丽亚娜”火箭开发的减震技术，设计出了具有减震功能，穿着更为舒适且成本较低的鞋子。目前，这种“航天减震鞋”早已穿在了普通人的脚上了。

记得北京奥运会上勇夺八金的游泳运动员菲尔普斯么？实际上他身上的泳衣——Speedo公司的“LZR Racer”（“鲨鱼皮”）为他的成功也做出了贡献，而这种泳衣的设计就利用了减小火箭发射阻力的航天技术。在获知NASA在流体动力学领域和抵抗拖曳力领域有一种特殊技术后，Speedo公司的专家萌生了利用此技术开发游泳衣的想法，并在2004年奥运会后与NASA取得了联系，请求帮助他们设计一套能够减小拖曳力的泳衣。NASA选派技术专家威尔金森博士协助该公司开发此项技术。利用NASA的试验设施，进行了100多种泳衣用面料的测试后，该公司最终确定了最佳的泳衣面料以及接缝连接技术。“LZR Racer”使用一种水力贴身挤压系统来紧紧贴在运动员身上，可帮助游泳者保持最佳体形，使他们游得更快、更省力。2008年，以“LZR Racer”为代表的高科技泳衣帮助游泳运动员在长池和短池游泳比赛中105次刷新了世界纪录。虽然在2009年3月国际泳联出台了规范选手参赛泳衣的《迪拜》，“LZR Racer”泳衣从此被禁用，但是，我们仍能感受到航天科技带来的神奇体验。

食——畅享营养美食

吃饭时间到，来一盘辣椒炒鸡蛋、红烧茄子，再来一碗南瓜粥吧。但你或许不知道，这些可能是太空蔬菜哦。这些蔬菜的种子可能是搭载在返回式卫星或者“神舟”飞船，在太空里接受过宇宙辐射、微重力和弱地磁力等“洗礼”，再通过严格的地面选育而长成的。目前，我国已经通过这样的航天育种技术培育出了太空辣椒、西红柿、茄子、南瓜等蔬菜品种。随着这些太空种子种植规模和区域的进一步扩大，人们只需花和普通蔬菜一样的价钱，，就能在家门口的菜市场买到这种太空蔬菜。

如果非常着急，那就泡一包方便面或吃一包压缩饼干吧。当你把方便面的蔬菜调味包撕开时，映入眼帘的干菜叶其实本来是航天员在太空中吃的脱水菜。为了使航天员吃上含有蔬菜的健康食品，美国在其航天任务中配备了这种脱水食品，可方便地携带到太空中。用水泡过复水后，这些蔬菜可以大致恢复地面蔬菜的性状和风味。现在，我们之所以可以吃到各种风味的方便食品，与航天技术也是分不开的。

除了主食外，我们偶尔还需要额外补充一些营养素，如DHA和ARA。DHA和ARA是利用为美国航天员测试的微藻类菌系食物中分离出的寇式隐甲藻生产的，而其它很多营养补充剂，也都是为保障航天员健康而开发的。

吃完饭，采用了航天水处理技术的家用饮水机为我们奉上了清凉甘甜的饮用水。在太空中，这种技术能够将航天员的尿液、汗液等回收，并处理成能够直接饮用的水，为减轻航天发射重量、降低发射成本立下了汗马功劳。如果你不喜欢过分纯净的水，没关系，我们还有利用微生物反应器技术开发出的多种含益生菌的健康饮料。这种微生物反应器来自于NASA用于培养水处理细菌的技术。

住——创造清洁环境

“家”这个字总是给我们以温馨的感觉。在家中，我们可以与亲人分享快乐，可以放松身体，可以自由享受私密空间……。为了实现飞天梦而开发的航天技术，也可以为我们创造更加清洁、舒适的家一样的环境。

例如，利用太空尘埃探测技术开发的家用真空吸尘器，可为净化我们的家做出贡献。为了探测太空尘埃，研究宇宙中物质的形成，奥地利科学家海因里奇 ？ 伊格塞德发明了一种太空尘埃探测器，用来测量星际尘埃的化学成分、运行速度及方向，为航天任务的顺利完成提供了帮助。现在，这种探测太空尘埃的技术已被用来探测地球尘埃。科学家将太空尘埃探测器中的传感器配置于常规的真空吸尘器中，用不同颜色的灯表示地面的洁净程度，如绿色表示干净，黄色表示有点脏，橙色表示比较脏，红色表示非常脏，根据不同的颜色来决定是否继续清洁，从而提高了清洁效率。

行——指引旅途方向

驾车在一个陌生的地方行驶，你一定希望有一位向导为你指引道路。然而，在陌生的城市里，专门陪伴的向导并不是到处都有的，甚至可能你在街边问路的时候，也不是所有的行人都能清楚地告诉你。那怎么办呢？找卫星导航仪！卫星导航是利用导航卫星发射的无线电信号，求出载体相对卫星的位置，再根据已知的卫星相对地面的位置，计算并确定载体在地球上的位置的技术。利用卫星导航技术，在接收设备——卫星导航仪的屏幕上可显示所在的位置，帮助人们准确认路。你只需在电子地图上找到你要去的地方，电子地图就可以结合卫星信号为你指出最近的路线。

目前使用最为广泛的是美国的全球定位系统（GPS），我国也在建设自己的卫星导航系统——北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国GPS和俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）卫星导航系统之后世界上第三个成熟的卫星导航系统，可全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，目前已成功发射4颗北斗导航试验卫星和16颗北斗导航卫星，初步具备区域导航、定位和授时能力。2012年底，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。从此，北斗导航系统开始为亚太地区的人们“指路”。有了卫星导航技术，我们不用再担心在陌生的城市里迷路，可以自由地享受自助旅游带来的乐趣。

观——呈现精彩世界

“飞天梦永不失重，科学梦张力无限”，6月20日上午，航天员王亚平的美丽形象和优雅声音从太空中传来，地球上的我们坐在电视机前，激动地看着航天员在“天宫一号”上演示太空环境中神奇的物理现象。可是，设想如果没有地球同步通讯卫星，这一切我们都只能让航天员记录下来，等回到地面后才能呈现，我们更无法与航天员进行互动了。实际上，我们观看的大多数电视节目都是通过卫星进行转播的。我们之所以能够观看到精彩纷呈的奥运会赛事，欣赏到春节联欢晚会的直播，地球同步通讯卫星做出了巨大贡献。这些卫星通常在赤道上空，与地球自转同步运行。它们接收地面电视台通过卫星地面站发射的信号，然后再将信号转发到另一个特定区域，由地面设备接收转发后供电视用户收看。人们只要安装卫星地面接收设施就可收看精彩的电视节目。

如果你去观看美国职业棒球大联盟的棒球比赛，或许你可以在他们的网站上看到1张巨幅照片，当你点击鼠标将照片不断放大，你可以发现自己的身影。然后，你可以把自己从照片中圈出来，分享到自己的人人网等社交网站上，告诉自己的朋友：“看！我就在那里。”但这与航天有什么关系呢？事实上，这种照片拍摄和拼接方法就来自于航天技术。火星探测器“机遇”号和“勇气”号采用了一种自动三脚架系统和照片无缝拼接处理软件，仅利用1部100万像素的照相机就拍摄出了9600万像素的火星照片，为人类展现了壮观的火星景象。

这种技术也被用于目前世界上像素最高的全景相机——GigaPan相机。摄影爱好者只要设置全景画面的左上角和右下角，GigaPan相机就可以自动拍摄出超高分辨率的照片。美国摄影家大卫 · 伯格曼于2009年1月20日，在美国总统奥巴马就职演说仪式上用GigaPan相机拍摄的全景照片，一度成为全世界关注的焦点。在最初的5天里，就有200多万人点击了这张数码拼接照片，它的分辨能力达到了14.47亿像素，从照片中，你能够在参加就职仪式的200万人中看到希拉里 · 克林顿佩戴的白色耳环，布什女儿芭芭拉带绒毛的黑色护耳……

乐——带来奇妙体验

对于很多人来说，游戏是业余休闲中不可或缺的一部分。一款好的游戏，不仅能够为人们带来美妙的娱乐体验，还能够给人以知识和启迪，特别是对于青少年来说，通过游戏来学习是一种人性化和高效率的方法。但游戏与航天科技有什么关系呢？

遥远的太空深邃而神秘，总是给我们无尽的遐想，因此，以宇宙探索为主题的游戏吸引了很多商家。如国际空间站的活动就让很多人着迷，但真正有机会到空间站亲身体验的人极少，于是一些商家萌生了建模拟空间站活动的想法。“视觉电游公司”就根据NASA的技术规范制作了一种称为“空间站活动模拟”的交互式电子游戏。在游戏中，玩家扮演NASA的“首席长官”角色，根据特定的需求、能力和个性创建他们的宇航员，并管理他们的活动，处理他们之间的关系，还可以进一步建造空间站，添加附加部件，给虚拟宇航员运送所需设备和给养。

NASA还资助开发了一款基于航天活动的3D视频游戏——“月球基地阿尔法”。自2010年7月份后的前8个月内，该游戏就被下载了30万次，成为美国最受欢迎的游戏之一。这款游戏时长20分钟，玩家可使用机器人、月球车和修理工具来对生命支持设备进行修复。因为游戏的成绩取决于所花费的时间，因此，鼓励玩家组成小组进行游戏，每个小组最多拥有6名成员，小组成员之间可通过网络进行语音或文字交流。目前，他们正在开发另一款名为“航天员：月球、火星，以及更远”的游戏。这些游戏可激发青年学生对于航天事业的兴趣，使他们了解航天知识和航天工作，为未来的航天事业发展提供储备。