通信和数据链技术在预警机中的应用
摘 要：在组成预警机的电子设备中.恐怕再也找不出一种像通信设备那样历史悠久而又平易近人的了：无线电通信的开端可以追溯到二十世纪初，比预警机上其它电子设备至少早二三十年：它在我们的生活中随处可见，如电台、手机和上网冲浪等等，基本原理和军事通信没什么不同。我们今天的话题，就是通信和数据链的基本技术，以及在预警机中的应用。
关键词：通信；数据链；预警机
一、永不消逝的电波
在预警机中，通信所涉及的传输对象主要有声音、数据和图像三大类，以声音和数据为主。虽然声音也是以数字形式传输的——声音信号先变成模拟的电信号.然后变成0和1的序列，但是，“数据通信”是一个特指的概念，是用0和l这样的数字信号表示文字、符号或数字代码。并不包括声音。摩尔斯电码在 TBM一3W中的使用，代表了数据通信在预警机中的应用，早于声音和图像，这种数据通信形式称为“电报通信”。后来发展出的数据通信，已经能通过数据通信网络或计算机进行通信，通信速率更快。从烽火台到无线电两千多年前，人们开始用烽火台传送信号。l901年人们开始利用无线电进行通信。由于预警机的机动性，它同战斗机和地面指挥所的通信，都是无线通信.靠的是无线电波。
二、短波、超短波、卫星通信 ——如何选择
短波频段的无线电波（波长l0米至100米）可深入距地面60～2000千米的电离层。又经过折射重新返回地面，再被地面反射回天空，这样多次跳跃，就可以传到很远的地方去了。短波凭借这种超视距传播特征，使得它被誉为战场中的“神行太保”。但是，由于短波通信严重依赖于电离层，而电离层的高度和电子密度随昼夜、季节、年份的不同而变化，因此短波通信选用的工作频率也要相应地改变。由此带来严重的信号衰减和很高的误码率。同时，其频段较低，带宽较小，不适于大容量数据传输，所以，在预警机中，短波通信一般用于超短波电台的备份通信手段。在应急情况下也可用作超视距通信手段。
卫星通信的优点是通信距离远（可以实现超视距）、质量高、可靠性好、数据传输速率快，但造价较高。特别是在战争环境下.通信卫星容易受到敌方干扰和攻击。所以，在实现超视距方面，不可能完全取代短波通信。美国E一3A预警机目前使用AFSATCOM卫星通信系统，但其通信容量和抗毁能力均有限，因此正在发展新型战略与战术中继卫星通信系统MILSTAR，E一3A将安装其机载站。“打跳鼠”游戏与“大海捞针”有的读者可能玩过“打跳鼠”游戏。在一个游戏盘上，有很多“老鼠洞”，不断有“老鼠”跳起，用一个橡皮锤去打老鼠。如果老鼠跳起的速度比较低，还容易打着。随着盘子上跳起的老鼠越来越多，速度越来越快.打中老鼠的机会越来越低。
在战争中，为防止我方的通信被敌方所掌握，必须有一些抗干扰、抗截获的措施。
军用通信电台主要采取两种方式抗干扰——跳频和扩频。其中，跳频抗干扰的原理就类似打跳鼠游戏。
扩频严格地说，叫作“直接序列扩频”。它把要传输的信息所占的频率范围扩展到很宽很宽的范围内，降低了敌方捕捉到原始信息的概率，如同开始在一个盛满水的碗里捞取一根绣花针，通过扩频后成了大海捞针，信息能量分布的密度下降成千上万分之一，甚至低于接收机中的电子随机起伏所引起的“噪声”能量。当然，在接收机端.需要用解扩的方法将分散的能量集中起来。
三、信息系统连接武器系统的捷径——数据链
从用途上说.数据链主要用来分发战场情报，也用来对战斗机等作战单元进行指挥引导，还可以对导弹等武器进行控制或协同。从通用程度上说，有单军兵种专用的。也有三军通用的。从技术上说，数据链的技术基础是数据通信，但并不等同于数据通信。可以将数据通信系统比喻成集装箱运输，其功能是在一定的期限内尽量无损地将货物从发货点运送到目的地。其中涉及到交通线路（传输通道）、交通规则（传输协议）和中转（交换）等环节，承运方并不关心集装箱里装的是什么（信息内容）。而数据链则像连锁店的鲜活品的物流配送，既涉及到交通线路、交通规则和中转等环节，又要把不同种类（格式）、不同数量的物品（信息内容）配送到需要的商店（链接的对象），而鲜活物品对环境条件和配送时间（实时性）的耍求也更严格。
从硬件设备上来说，数据链包括战术数据系统（TDS）、接口控制处理器和传输通道三部分。战术数据系统一般是一台计算机。在发送时，它将操作员发出或雷达等传感器获得的数据按一定的格式组织起来。专业上叫作形成格式化消息：在接收时，对收到的格式化消息进行解读后显示在屏幕上：接口控制处理器则相当于翻译，为选择不同“语言”（也就是协议）的各类格式化消息提供转换使信息共享。传输通道通常由端机和无线信道组成。端机是数据链中的核心和最基本单元，相当于通信设备中的电台，也包括密码设备、网络控制设备等等。
预警机上使用数据链始于美国海军的E一2系列预警机，上个世纪六十年代，美国海军的NTDS（海军战术数据系统）催生了在航母编队（E 2系列正是编队中的一员）中使用4号数据链，只适用于单向传输：后来发展成为ll号链，适用于双向传输。这两种数据链工作在UHF（超短波）频段.传输带宽不多于2.4千比特每秒，且为海军专用。E一3A问世后，也带来了数据链系统的进一步升级，综合了4号和ll号数据链的优点，开发出三军通用的16号数据链，称之为联合战术信息分发系统（JTIDS），工作在1.波段（960～1215兆赫），相比于预警机卫星通信中的应用，其传输带宽进一步增加到238千比特每秒，兼具情报分发、导航和识别功能，E一2系列也加装了l6号数据链。但由于功能强大，在卖给台湾的 E一2T预警机中，就不包含数据链系统。
迄今为止，我们已介绍了预警机的雷达、敌我识别、电子战、通信和载机等组成部分，它们各个听起来都大名鼎鼎，可是在预警机中，有一种电子设备对所有的系统（包括雷达和飞机）都是至关重要的，它不但保证预警机沿正确的路线飞行，还为预警机上全部电子设备的正常工作提供基准。
作者简介：
聂志华，男，中航工业洪都660所，从事武器数据链设计工作，工程师。