首页 . 工学 . 航空宇航科学与技术 . 航空 . 航空电子 . 〔综合航空电子系统〕

“宝石台”计划

/PAVE PACE program/
条目作者霍曼

霍曼

最后更新 2023-06-09
浏览 329
最后更新 2023-06-09
浏览 329
0 意见反馈 条目引用

美国空军20世纪90年代初提出的一项功能更完善、性能更先进的高度综合航空电子系统技术发展计划。

英文名称
PAVE PACE program
所属学科
航空宇航科学与技术

“宝石台”计划是一项面向21世纪航空电子系统的发展计划,它在“宝石柱”计划先进系统结构的基础上,采用人工智能算法和神经网络等新技术,并将共用模块、资源共享和重构等概念融入通信、导航与识别(CNI)、雷达和电子战等传感器中,使其功能和性能等方面实现质的飞跃;这种新型的航空电子系统结构是为2005~2010年服役的军用飞机进行探索性的研究工作。

“宝石台”计划的航空电子系统的主要特点是:①改进系统结构(图1)。采用综合的类似功能组或“功能元”实现更广泛、更高级的功能综合和传感器融合;进一步提高模块的通用性及重复使用率(包括硬件、软件模块),提高集成度。②采用机载并行处理网络结构,提高系统的实时控制能力。③采用“大屏幕”彩色高亮度显示器和高速图像处理机,可显示实时全景图像信息。④采用传感器融合技术,对所有传感器的射频频谱进行分类,实现天线孔径和射频组件资源共享。⑤降低系统软件研制费用和保障费用。

图1 “宝石台”计划航空电子系统结构图图1 “宝石台”计划航空电子系统结构图

“宝石台”航空电子系统包括综合核心处理系统、光学数据分配网络、综合传感器系统(ISS)和飞行器管理系统(VMS)等,1998~1999年在实验室条件下完成了演示验证。

“宝石台”计划的一项重要研究内容是传感器系统的综合化,以及由此引起的系统结构概念的变化,并评估未来的技术将如何实现ISS。为了实现传感器综合和系统结构的变化,带动了一些新技术的发展,如宽频带单片射频元件、宽频带光纤连接器、高度可编程的高性能信号处理器、高效的处理器操作系统、宽带孔径技术和人工智能技术等。与“宝石柱”计划相比,“宝石台”计划在传感器区进行了更为广泛和更加深刻的综合,旨在以射频共用模块为基础,实现传感器内部的容错、重构和资源共享,即用几种射频共用模块完成接收、滤波、下变频、A/D变换、频率合成、上变频、波形产生、射频信号发射以及数字式信号处理等射频功能,并通过传感器数据分配网络与综合核心处理机(ICP)交联。因此,“宝石台”计划最引人注目的成果是实现射频的传感器综合,包括孔径综合和射频综合两部分(图2)。从孔径综合来的模拟信号,通过射频(RF)综合送到预处理器进行信号预处理,再通过光开关网络接到ICP进行传感器的信号和数据处理。

图2 IRF传感器结构图2 IRF传感器结构

“宝石台”计划的另一项重要研究内容就是ICP技术。为了适应传感器综合以及相应的系统结构上的变化,也为了满足进一步降低系统成本、重量和体积的需要,研制了一款较F-22飞机处理能力更强的多任务处理机,即ICP。ICP是一种模块化的综合多处理机,其各部件可以在物理上分布于整个平台。ICP与传感器、VMS、悬挂物管理系统和座舱,以及与各个模块之间的数据交换都可通过统一的高速率光交换网络(PEN)相连,使飞机各子系统处于同一个光互联网络中,并取消了3个功能区和数据分配/交换网络,从而使系统结构更加紧凑。

“宝石台”计划的部分研究成果如多功能综合射频系统(MIRFS)、高度综合的传感器系统(ISS)、功能强大的综合核心处理机(ICP)以及光学开关网络和光母板结构,多芯片模块(MCM)封装及贯穿液流式冷却的综合机架结构等新技术已经应用于F-35飞机上。随着计算机、网络与微电子等技术的飞速发展,“宝石台”计划的发展目标与思路将通过深化研究得以实现,并将不断涌现出更多的技术成果,用于现役飞机的改进改型以及在研的新型飞机上。

  • 米德尔顿 D H.航空电子系统.霍曼,等译.北京:航空工业出版社,1992.
  • PILLAR P, PACE P.Avionics System Architecture for 21st Century.Military Avionics Architecture for Today and Tomorrow,1989,(2):2.2.1-2.2.27.

相关条目

阅读历史

    意见反馈

    提 交

    感谢您的反馈

    我们会尽快处理您的反馈!
    您可以进入个人中心的反馈栏目查看反馈详情。
    谢谢!