光纖通訊在空空導彈飛控系統(tǒng)中的研究和應用
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空空導彈飛控系統(tǒng)是導彈信息處理的核心部分，擔負著與彈內外通訊的功能。飛控系統(tǒng)與其他各系統(tǒng)的通訊總線形式多樣，總線形式主要有一次性指令、模擬量、ARINC429總線、1553B總線、RS 422總線、LVDS總線、并行總線等，存在通訊速率低、易受電磁干擾、線纜粗重、總線形式多樣、不易組網、測試設備復雜等缺點。空空導彈未來發(fā)展的方向是信息量大、傳輸速率高、小型化、抗強電磁干擾等，因此目前的總線方式不能滿足要求。而光纖通訊隨著技術的發(fā)展，已具備通訊速率高、抗電磁干擾能力強、線纜輕便、易小型化等特點，已廣泛應用于各個領域。目前飛機內部已逐步形成了以光纖傳輸?shù)目偩€系統(tǒng)，相應標準已建立，在載機的懸掛系統(tǒng)中預留了光纖接口作為未來發(fā)展的需求，而且也有許多以光纖為物理層，將其他總線協(xié)議移植到光纖總線上的應用，因此構建以光纖為物理層的總線通訊系統(tǒng)，制定統(tǒng)一合理的總線協(xié)議，是解決空空導彈發(fā)展問題的一種方法。
1 空空導彈飛控系統(tǒng)通訊現(xiàn)狀及存在問題
在空空導彈中，飛控系統(tǒng)肩負著導彈內外的信息交換功能，負責與載機、導引系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、舵控系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信息交換，未來可能還要增加與引戰(zhàn)系統(tǒng)、發(fā)動機的數(shù)字通訊功能。
1．1 通訊總線現(xiàn)狀
目前飛控系統(tǒng)與各系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的總線主要有：ARINC429總線、1553B總線、RS 422總線、LVDS總線、BMK總線等，如圖1所示。
ARINC429總線是一對單向、差分耦合、雙絞屏蔽線，最高速率為100Kb／s。總線上只允許有1個發(fā)送設備，可以有多個(小于等于20個)接收設備。信息傳輸采用雙極性歸零制的三態(tài)碼調制方式。每個ARINC429字由5部分組成：
(1)標號位LABEL：用于區(qū)分字的物理含義，等同于數(shù)據(jù)幀的地址；
(2)源目的識別位(SD)：可以用以區(qū)分多系統(tǒng)中的源和日的地；
(3)數(shù)據(jù)位(DATA)：將數(shù)據(jù)編碼；
(4)符合狀態(tài)位(SSM)：用以表征數(shù)據(jù)字的特性，如方向、符號等；
(5)奇偶校驗位：可以選擇奇校驗和偶校驗。
(4)符合狀態(tài)位(SSM)：用以表征數(shù)據(jù)字的特性，如方向、符號等；
(5)奇偶校驗位：可以選擇奇校驗和偶校驗。
RS 422總線是一對單向、差分傳輸、雙絞屏蔽線，最高速率可達10 Mb／s；總線上只允許有1個發(fā)送設備，最多10個接收設備。標準僅規(guī)定了硬件接口的電氣特性，支持單點對多點的通訊方式，未規(guī)定接插件、電纜、頂層通訊協(xié)議；而實際用法為：協(xié)議約定好字數(shù)，第一個為狀態(tài)字，后面是數(shù)據(jù)字，最后是校驗字，為點對點通訊協(xié)議；
LVDS總線是低壓差分電流驅動總線，通信速率可達600Mb／s，信號有效電壓為300 mV，在高速率通訊中電壓擺幅小；由于信號電壓過低，所以通訊易受干擾。LVDS總線與RS 422總線類似，主要規(guī)定了電氣特性，無頂層通訊協(xié)議，在應用時自行規(guī)定通訊協(xié)議，協(xié)議與RS 422總線應用類似；1553B總線是數(shù)字式時分制指令／響應型多路傳輸數(shù)據(jù)總線，它由數(shù)據(jù)總線、遠程終端、總線監(jiān)視器、總線控制器組成?？偩€系統(tǒng)信息傳輸?shù)目刂茩辔┮粴w總線控制器所有；采用指令／響應型的異步操作；信息傳輸采用半雙工方式；數(shù)據(jù)總線上的信息流由消息組成。1553B有完備的通訊協(xié)議，每個字由20位組成，分為命令字、數(shù)據(jù)字、狀態(tài)字三種類型。其中，命令字包含以下信息：遠程終端地址、發(fā)送接收狀態(tài)位、子地址(或方式代碼)、數(shù)據(jù)字計數(shù)(或方式代碼)；數(shù)據(jù)字：根據(jù)協(xié)議自行確定或根據(jù)標準；狀態(tài)字包含以下信息：遠程終端地址、消息差錯、測試手段、服務請求、廣播指令、忙等狀態(tài)；主要由位來表示。
關鍵詞：
光纖通訊
空空導彈
飛控系統(tǒng)
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