浅析T―50战斗机的通信系统
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T-50通信系统概述
T-50战斗机的先进通信系统，是由波莱特联邦科学和生产中心（PolyotJSC）研制的。波莱特联邦科学和研究中心原名车里雅宾斯克无线电二厂，是苏联/俄罗斯最重要的航空电子产品研制生产商之一，主要生产飞机导航、机载雷达、空中管制设备和机载通信系统，曾在1989年成功为俄罗斯“暴风雪”航天飞机进近和着陆提供地面导航，也曾是国土防空军导航和通信设备的唯一制造商。
随着战斗机在军事冲突中的重要性持续增加，其作战范围、执行任务的数量以及操作的复杂性大大提高，此前飞机在作战中与外界平台的交流主要是地面导航和机间/空地语音通信，通信交流对象是地面指挥空心、空管站和友机。但第五代战斗机T-50S-在研制过程中，俄罗斯空军提出的技战术要求是，战斗机必须具备网络通信和作战能力，必须集成联合卫星通信系统（用于卫星通信）、识别/通信和导航网络系统、空中交通网（用于空中管理）、联合空中数字通信系统（用于空军数据链通信）和自动化控制系统。
战斗机通信此前依靠较少的频段，而T-50战斗机被要求具备在多种不同的频段下通信的能力，比如HF、VHF/UHF，UHF1，卫星通信，UHF2和厘米波段等。此外，通信系统还必须具备抗干扰和低可探测性，能够隐蔽地传输信号、还能通过迅速改变软件来对抗干扰、还能以最小的能量损耗传输最高质量的数据。而现有的飞机通信系统包括俄空军苏-27系列战斗机的通信系统，都不太符合这一要求。
为了满足这些要求，波莱特联邦科学和生产中心为T-50战斗机开发出了S-111型新一代无线电通信系统，并在T-50战斗机原型机上进行了成功的飞行测试。
S-111新型通信系统的技术特点
第一，采用全数字架构，即系统内的所有数据处理和数据传输都是以数字信号方式进行，抛弃了原有的一切模拟电子元器件。我们知道，在同样性能下，数字架构电子系统设备比模拟电子系统设备的重量要轻得多。这意味着在同样重量和尺寸下，S-111新型通信系统的功能和技术指标远远超过前一代通信系统。
第二，采用模块化设计，将通信系统内的各个功能子系统，设计成一个个的模块，只要增加新的模块，就能增加通信信道的数量和通信系统的功能，无须修改整个系统的软件，真正达到了“即插即用”。
第三，采用再编程系统，软件功能强大，S-111系统的大多数通信功能，都是通过软件程序而非通信硬件来实现的。比如说我们想改变S-111某一通信频段的频率和通信方式，以对抗电子干扰，只需要对软件进行调整就可以了，无须更换机载通信天线上的发射机。用软件替代部分硬件功能，还能进一步降低通信设备的重量和功耗。
第四，通信系统带宽大，速度快。T-50采用与第三代战斗机的窄带通信技术不同的“宽带通信技术”，通信频率很宽――从10千赫至6千兆赫，通信速度也很快，最大通信速度为35兆比特，可以毫无障碍地传递图片和视频信息。比如T-50在前线发现了新的敌方地面目标，就可以将其图像即时发回后方指挥部，经指挥部人员判读目标类型、确定其有打击价值后，就可以通知T-50对目标进行攻击。
第五，采用统一规格的通信网络总线，统一接口标准。以前的通信系统，由于各个子系统的规格和技术标准不同，往往有不同的插口和连接线，这就使得维护起来非常麻烦。现在T-50采用统一标准，通信系统的可维护性大大提高。就像家用计算机将接口大都统一为USB接口一样，数据传输和接口标准的统一肯定有益无害。
第六，通信系统内置集成了电子对抗系统，即当敌方试图截获或干扰T-50的正常通信时，无须飞行员自己按按钮操作，通信系统就会自动进入对抗程序，采用跳频、特定方向辐射等方式，规避干扰，在强电磁干扰环境下时刻保持通信系统通信顺畅清晰。
S-111通信系统的架构和性能
控制和路由模块
该模块就是一个高性能的机载计算机，是S-111机载通信系统的“大脑”和“神经中枢”，它由两个独立的处理器组成，还有一个存储量高达120GB的闪存模块。所有的通信频段和功能，都通过连接线和接口发送到这个“大脑”里进行暂时存储、数据运算和处理，然后再发送出去。该系统可以同时与30个对象进行通信交换，即一架T-50战斗机，可以同时和30个通信对象进行实时通信。控制和路由模块的操作系统，是俄罗斯自己开发的专用军用系统baget 3.0，它采用了一些全新的连接手段。比如部分使用光纤通道来传输数据，处理和首发信息的速度是前一代通信系统“大脑”的几十上百倍。
别看这个“大脑”功能强，但质量却很轻，只有5.5千克。
卫星通信
卫星通信模块，主要用于提供安全的实时双向通信，它经由中继卫星，采用UHF频率，与地面站进行安全的数据交换。新的卫星通信模块主要有两个特点，第一是加密型好，即便是语音通信，也经过复杂的压缩和加密，使得敌人难以截获破解。T-50作为隐身战斗机，自身电磁信号水平低，很难被发现，但如果敌人截获其与外界的通信后，顺藤摸瓜，就很容易暴露T-50的行踪。特别是T-50为了导航定位，必须定时与卫星进行联络，从它那里获取新的导航信息。通信加密可以保障T-50自身的安全。第二，卫星通信模块的质量也有所降低，减轻了至少10千克。
宽带通信
T-50的宽带通信模块，提供了两个VHE/UHF信道和一个短波信道（用于电话通信和数据交换），其工作频段在2～400兆赫兹。同时宽带通信还是T-50最主要的电子对抗频段。因为敌人要进行干扰，就必须在多个频段内进行大功率压制，宽带模块提供的频率范围大，因此反制对方干扰的频段资源也更丰富，回旋余地也更大。比方说敌人的强电磁干扰压制了20兆赫到200兆赫内的通信，那么我可以跳到300兆赫频段来通信，一样可以保证通信质量。
跳频抗干扰是T-50宽带通信模块的重要技术特点，以UHF1波段为例，其跳频算法是每秒钟跳频1000次，而且这一千次之间的间隔还不是平均的，是随机的，这样一来敌人就很难跟得上跳频的频率，更无法对其进行针对性干扰。在这么高的跳频对抗强度下，T-50的UHF1频段，还能保证115.2K/秒的数据传输速率。整个宽带通信模块的重量仅为20千克。
高速通信
T-50的高速通信集中在厘米波频段，它可以进行机间和空地无线电通信，用于实时发送和接收视频图像和海量数据，比方说我方的侦察机或者预警机侦察到的高质量敌军图像等情报，就可以通过高速通信模块传到T-50上，为飞行员提供任务参考和态势感知信息。此外，高速通信模块还连带负责空管信息的处理，即T-50所在空域目前的空中交通信息如何，有哪些航线是安全的，飞行员都可以通过高速通信模块来获知。
识别，通信，导航和数据交换网络
该网络的工作，是识别在空域中的其他飞机，看他们是我方战斗机，还是敌方飞机。同时与我方友机进行机间语音通信，并接收地面导航信息。
该网络工作在960～1215兆赫兹波段，可以提供最远600千米，30米精度的定位导航信息。该模块可以同时识别30个目标（即同时判断空域内的其他三十架飞机是敌是友），并最多同时与6架友机进行语音通信和数据传输交换。
由于该模块负有敌我识别的重任，因此加密格外严格，采用了俄罗斯空军的加密算法，有的密码保护甚至采用双重加密系统，即便解开了第一重密码，也很难有时间解开第二重。这充分保证了敌我识别系统的安全。
此外，整个S-11通信系统的天线也是重新设计的，首先，只要有条件的天线都采用共形设计，尽量减少T-50的机体表面突起物。其次，尽量减少天线数量，以前的飞机，一个天线只负责一个频段，整个飞机上天线密密麻麻如同刺猬，而S-111系统允许多个频段共用一个天线，将天线数量减小到最少。因此我们可以看到，T-50的表面与苏27相比要干净得多。第三，天线辐射采用低可截获技术，天线尽量采用定向辐射通信技术与其他平台进行联络。同时提高天线辐射的增益，尽量使得主瓣（主要辐射方向）的能量更强，副瓣（次要辐射方向）能量更弱。这样一来一是保密性更强，二是损耗更小，通信质量更高。
结语
波莱特联邦科学和生产中心为T-50研制的S-111型通信系统，是俄罗斯目前最好的机载战术通信系统，它的质量仅为前一代系统的三分之一到二分之一，但数据传输速率、通信距离和通信功能多样化上，都远胜前一代系统。
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