電子發燒友網訊：眾所周知，軍用航空電子對半導體IC、電子元器件、連接器及電子系統有著非常苛刻的要求，目前，較為知名的主要軍用航空電子供應商ADI、TI、Xilinx、英飛凌、Altera、MicroSemiconductor等。為發現未來主要技術脈絡及商機，故梳理軍用航空電子領域主要幾個關鍵技術新發展，包括導航系統，顯示器，COTS及電子結構，期為讀者提供有益參考。

　　導航系統的新發展

　　軍用機和機載武器的導航仍以gps導航系統和慣性導航系統占主導地位，導航系統正向更精、更輕、更小和價格更低的方向發展。

　　1 GPS的主要發展方向是提高其抗干擾能力

　　美國在1997年7月23日從卡納維拉爾角用0德爾它02（Delta 2）火箭發射了第一顆GPS 2R全球定位系統衛星。它是要發射的Navstar系列中的第42顆衛星。

　　先前的一顆2R衛星于1997年1月在發射時因運載火箭爆炸面損毀。GPS 2R衛星由洛克希德#馬丁公司研制，重2030千克。2R衛星及其18顆以后的衛星將能進行6個月自主的操作，而不需要地面修正。

　　2R批次具有較大的余度及新的交聯測距能力，以提高精度。一旦6~8顆新的2R衛星投入工作，GPS導航精度將從目前的10米提高到優于6米。

　　第一顆Navstar GPS衛星是1978年初發射的。Navstar衛星的發展經歷了第1批次、第2批次、2A批次和目前的2R批次，大約從2002年開始將發射由波音公司制造的更加新的2F衛星。

　　今后四年是太陽活動高峰時期，而GPS及其應用是在太陽特別溫和期間發展的，而且與2/2A衛星的輸出功率比較，2R的輸出功率可能降低2~4分貝，制造差別也可使衛星間的輸出功率最多相差2分貝。因此美國很擔心太陽活動高峰會使電離層起伏而引起導航誤差，甚至造成GPS信號的中斷，特別是關心飛機在進近期間所接收GPS信號可能受到破壞。

　　此外，隨著航空對GPS依賴的增加，軍用和民用航空用戶關于系統受到非故意的干涉和故意的干擾的擔心正在上升。軍方對GPS的抗干擾能力特別關心，敵方將會干擾GPS，試圖使來襲的導彈迷航，而且武器離目標越近，它要對抗的干擾信號也越強。

　　美國國防預研計劃局（DARPA）提高GPS抗干擾性的一個嘗試正集中于研制一種小到足以裝在新的接收機中的原子鐘。目前的原子鐘比研制中的光纖陀螺 （FOG）慣導/GPS組件大得多，但預計不久將會做得很小。導彈戰斗部中由原子鐘提供的精確時間，將會在信號中斷以后，加速GPS重新截獲衛星。有原子鐘可在不到1分鐘內拾取衛星信號，而沒有原子鐘就需要幾分鐘。

　　提高抗干擾能力的其他辦法是采用自適應天線和新材料。GPS接收機對采用較好的自適應零位操縱干擾技術來說，需要0.8~1.2米直徑的天線。對導彈來說，這個尺寸顯然太大。因而DARPA認為，嵌在導彈蒙皮中的天線，即靈巧蒙皮是解決這個問題的好辦法。

　　俄羅斯在1997年莫斯科航展上展出的一種GPS干擾機能阻止接收4個頻率的導航衛星信號。干擾機重10~12千克，發射的功率足以抑制數百千米以內接收機的正常工作。它具有4個固定頻率的振蕩器，而這4個頻率是GPS和GLONASS發射的信號所使用的。干擾機的功率放大器在1200~1650兆赫頻帶中具有4瓦的功率。美國空軍將購買8個干擾機，以便在埃格林空軍基地進行分析，找出對付它的辦法。

　　2 慣導和更小和價格更低的方向發展

　　光纖陀螺的優點是尺寸小、重量輕、成本低和可靠性高， 很適合用在精密制導武器低價組合式GPS-慣導系統中。光纖陀螺（FOG）已開始向環形激光陀螺（RLG）發起挑戰。FOG在某些不大重要的民用和軍事應用中已取代RLG，在這些應用中1度/小時的陀螺漂移率是可以接受的。美國空軍正在考慮用較小的、更可靠的FOG來代替許多軍用自動駕駛儀中所用的旋轉質量速率陀螺。FTC公司生產的FOG已裝在F-15飛機上作了試飛。

　　美國目前研制FOG的公司主要有利頓和霍尼韋爾兩家。波音777飛機采用了霍尼韋爾公司供應的具有4個FOG的備份導航系統，稱為輔助姿態大氣基準裝置 （SAARU），FOG的性能在1度/小時等級以內。霍尼韋爾公司自1992年以來就生產這一級別的FOG，而且已交付1500多個光纖陀螺。

　　利頓工業公司采用FOG的LN-200的慣性參考裝置現在已有40多種不同的應用，應用范圍包括飛機、導彈和無人機。基本LN-200慣性參考裝置，它包括三個FOG和微機械加工在一塊硅芯片上的三個小型線加速度計，其直徑為8.89厘米，高8.64厘米，重量不到 0.726千克。LN-201是一種稍重的型別，在重新組裝后用于AMRAAM空空導彈。而利頓LN-210型已為RAH-66直升飛機所選用，此直升飛機將裝備兩個FOG慣性參考系統和利頓公司的一個采用RLG的慣性導航系統。

　　DARPA目前正在進行的GPS制導組件（GGP）項目的第二階段選擇了兩個公司集團進行研制：利頓/羅克韋爾/柯林斯公司及霍尼韋爾/天寶導航公司。利頓和霍尼韋爾為GGP研制的FOG將具有0.01度/小時的精度，導航精度達到1海里/小時，整個系統的性能還將通過組合慣性與GPS導航衛星的信號得到提高。柯林斯和天寶的GPS接收機都將是12通道裝置。

　　這個項目的目標要求GGP系統的體積減小到1640立方厘米，其重量只有3118千克，平均故障間隔時間（MTBF）的指標為20000小時，比目前的 RLG慣性系統的MTBF大三倍。功耗只有30瓦，這對應用于無人機和導彈特別重要。組合慣性/GPS系統的批量生產成本降到約15000美元，大約為采用RLG的性能差不多的系統的三分之一。為了壓縮GGP的尺寸和成本，這兩家公司將采用由微機械加工技術制造在硅芯片上的加速度計。霍尼韋爾公司的微加速度計將由聯信公司的儀表系統部供應。而利頓的微加速度計是自己研制的，且用于其目前的AMRAAM導彈所用的慣導系統。預計DARPA將在1999年春完成這項工作。

　　雖然軍事部門可能首先采用GGP，但民用航空準會步其后塵。尺寸小、重量輕和成本低可能為許多通用航空飛機裝備一流的導航設備開辟道路。如果利頓和霍尼韋爾的組合慣性/GPS能實現1.5萬美元的價格，那么這將把系統的民用市場擴展到包括短程飛機及雙發通用航空飛機。同樣，這些系統可通過使它們不易受敵方對GPS信號的局部化干擾的影響，極大地增加精密制導武器的精度。一個裝有0.01度/小時FOG的系統將能允許GPS信號喪失10分鐘，而仍能到達其預定目標的30米以內。

　　根據與空軍簽訂的合同，利頓正在研制一種0精密FOG0，其目標是使FOG精度大致提高10倍，差不多達到0.001度/小時。霍尼韋爾公司正在利用其自己的資金為達到同樣的目標而進行研究。

　　雖然旋轉質量陀螺在很大程度上已為RLG所取代，然而RLG是否會面臨同樣的命運，則專家們持不同的觀點。例如，采用小型RLG的霍尼韋爾公司的慣性系統，最近已被選用于“聯合直接攻擊炸彈” （JDAM），可見RLG還有相當強的生命力。但是，專家們的一致看法是，“光陀螺”的未來是光明的。然而，總有一天，光陀螺在較低精度應用方面會受到將振動質量制造在芯片上的微電子陀螺的挑戰。德雷珀實驗室已在率先發展這種技術，而且其他一些公司，如利頓和羅克韋爾也在進行這方面的研究。

　　DARPA已在推進很低價格的FOG/INS/GPS的研制，1997年已同工業部門簽訂了一個合同，為步兵研制這種微機電導航器件。這些小型器件將在微尺度上加工，目標是整個系統的銷售價格為1200美元，功耗不到1瓦。

　　羅克韋爾公司已交付第一個導航處理器給Alliant公司的Outrider無人機。這個導航處理器采用羅克韋爾公司在市場上出售的一種最小的慣性傳感器，即數字式石英慣性測量裝置（DQI），并采用來自作為無人機自動化發射和回收系統一部分的GPS接收機的信號。DQI為第一代用于慣性敏感的微機電傳感器，是從一塊石英基板批生產得到的。這種簡單、小而且可靠的DQI采用振動石英傳感器，適用于靈巧武器、導彈和無人機。

　　美國Irvine傳感器公司正在研制一種尺寸像一塊方糖大小的慣導系統，系統基于定制微機械加工陀螺，稱為硅微環陀螺（Silicon MicroRing Gyro）。美國海軍官員們想把這種2立方厘米的系統用于聲納浮標和有關應用。微機械加工采用半導體制造方法來制造特征尺寸以微米計的傳感器和結構。MicroRing采用低價的硅與金屬結構，同時測量沿幾條軸的運動。美國海軍為它規定的指標為：100分貝的動態范圍，10毫瓦功耗與0.5飛電容。

　　頭盔顯示器的新發展

　　戰斗機駕駛艙儀表的一個發展趨勢是采用彩色液晶顯示器。美國的F-15、F-16、F/A-18、AT/T-38和T-45的駕駛艙改進都采用了液晶多功能顯示器。平板彩色顯示器和平視顯示器將為目前最先進的F-22飛機的飛行員提供信息。而頭盔顯示器（HMD）作為一種新崛起的瞄準和顯示設備正越來越受到世界各國空軍的重視。

　　俄羅斯和以色列戰斗機已采用頭盔顯示器，而美國空軍和西歐國家的空軍卻采取慎重態度，已花了好幾年時間對頭盔顯示器的所有人機工程和性能問題進行深入的研究。現在，頭盔顯示器的技術已能滿足所提出的嚴格的要求。

　　各國空軍都希望用頭盔瞄準系統來指示目前和未來的一些近距空空導彈， 正在把采購和部署簡單的只能白天使用的頭盔瞄準系統置入快車道。HMD取代戰斗機的平視顯示器（HUD）已變成次要的事情，現在頭盔顯示器的主要作用是武器瞄準和一些儀表數據的讀出。目前的考慮趨向于頭盔顯示器顯示的的東西越少越好，詳細的飛行數據最好留給HUD來顯示。HUD在今后相當長一段時間內不會被HMD所取代，因為對HMD的要求取決于任務和威脅，而且只在少數任務中需要全功能的HMD。研究表明，互補地采用前視紅外（FLIR）顯示器、夜視鏡和簡單的頭盔指向器件已能滿足需要。

　　俄羅斯的米格-29已裝備基輔阿森納爾設計局研制的Zh-3YM-1 HMD。這種簡單的系統采用一塊外部安裝的組合玻璃來顯示目標的方位，其特點是具有采用安裝于駕駛艙的攝像機來探測安裝于頭盔的發光二極管（LED）組的光學頭部跟蹤器。阿森納爾設計局現已研制了一些更新的HMD，例如Surat和Taurus。這些系統在作戰中使用的優點是，飛行員僅需要轉動其頭部就可截獲目標并發射武器，而不需要使其飛機的機頭指向敵機。

　　以色列埃爾比特的顯示和瞄準頭盔系統（DASH）在以色列空軍的F-15、F-16和F-4中使用已有好幾年。第三代DASH 3提供與以前型別同樣的性能，但已做得較輕（1.8千克）和尺寸更加緊湊，且提高了系統可靠性。DASH采用12.7毫米的陰極射線管，它在22b視場內產生筆劃式字符來顯示飛行數據和一個目標指示框。

　　DASH可使雷達和空空導彈的導引頭跟隨飛行員的瞄準線轉動。DASH像許多其他HMD那樣，采用電磁頭部跟蹤器。電磁頭部跟蹤器基于頭盔安裝的發射器和駕駛艙內的一些傳感器，可將飛行員的視線確定在6毫弧度的精度以內。

　　歐洲戰斗機的頭盔顯示器采用光學跟蹤系統，用一系列安裝在駕駛艙中的紅外攝像機探測頭盔上的IR發光二極管陣列，從而計算頭部的精確位置和視角。光學跟蹤器的優點是，不必像電磁跟蹤器那樣畫駕駛艙的磁場圖，可在任何飛機上采用。雖然早期系統因對日光敏感而“消隱”，較新的光學跟蹤器可采用預測處理和其他技術把這種現象過濾掉。較快的計算機處理還可減小系統的延時。

　　法國賽克斯當公司和英特技術公司不是圍繞現有的頭盔殼體設計HMD，而是設計了一個全新的頭盔系統，它包括視覺與顯示系統，并帶氧氣/正壓呼吸和全核生化保護。該公司的單目Topsight HMD已經在一架0幻影02000上作了廣泛的飛行試驗，并已向法國空軍供應了10套Top-sight頭盔進行鑒定。法國空軍正集中于HMD在空空目標截獲和指示方面的使用，主要支持0幻影02000和0陣風0戰斗機。對Topsight雙目HMD的飛行試驗定于1997年年底以前開始。該公司采用磁頭部跟蹤系統，而且最近完善了一個新的算法組，以進一步提高精度，最終公司可能采用眼跟蹤系統來代替磁頭部跟蹤系統。

　　美國空軍的“聯合頭盔指示系統”（JHMCS）正在迅速發展，JHMCS將由國際視覺系統（VSI）公司研制。VSI是美國凱澤電子公司和以色列埃爾比特公司的合資企業，埃爾比特公司通過這個合資企業把DASH技術轉讓給了JHMCS。JHMCS的使用試驗和鑒定將在1999~2000年進行，而生產決定將在2000年年中作出。首批使用JHMCS飛行的飛機將是F-15C/D和F/A-18C/D。F-22也將采用JHMCS，以便充分發揮改進的 AIM-9x的離軸能力。最初的JHMCS將是一種單目、單色顯示器，將字符投影在頭盔的護目鏡上。

　　其20b顯示視場將適合白天空戰中的離軸導彈指示。它的一個預計劃的產品改進項目致力于未來用在AV-8B和JSF空地作戰對系統所要求的改進。 JHMCS被設計成安裝在標準的HGU-55/P和輕型的GU-56/P或F-22的HGU-68/P這類頭盔上。它能指示雷達與導航系統及導彈導引頭，采用了高速（240赫）電磁允許的金屬頭部跟蹤器。

　　JHMCS與俄羅斯頭盔的關鍵差別是送到頭盔的數據不同，俄羅斯頭盔具有一個固定的光標和頭部跟蹤器，并為導彈導引頭提供瞄準線數據，但導引頭的位置并不發送到頭盔。而在JHMCS中，飛行員可以看到導引頭指向那里，并可確認導彈試圖鎖定于正確的目標的情況。

　　JHMCS頭盔具有可互換的白天或黑夜護目鏡（前者具有較深的色彩，以便有較好的顯示能見性），而且可裝選用的夜視鏡模塊。顯示字符包括一個目標指示框， 一個將飛行員的頭部指引到系統瞬時視場外目標的箭頭，包括速度、高度、重力和武器數據在內的基本飛行信息。此頭盔由增加到戰斗機的顯示或任務計算機的一塊電路板控制。

　　JHMCS應用了萊特-帕特遜空軍基地的美國空軍研究實驗室VCATS計劃的研究成果。VCATS研究了對付機體在高G下振顫這類問題，而振顫可能引起導彈與頭盔軸線有顯著的移動。美國研究人員還發現了人體在高G下不能勝任觀察向目標飛行的導彈軌道的問題。研究表明，在9G下，大多數飛行員不能以90度的角度向上觀看，通常向上觀看的最大角度為60~80度。為彌補這個缺點，VCATS在普通顯示器上引入了0高G指示點0，或0上視光標0。當飛行員的頭部移動回來，并從側面跟蹤目標時，系統自動選擇左或右上視光標，以便飛行員在頭部運動較少的情況下指示導彈導引頭或雷達。

　　工程師們現正在探索10~15年后需要的HMD技術。如果激光的威脅增加，就要使用駕駛艙封閉的戰斗機，飛機將由飛行員采用虛擬現實HMD飛行。這種HMD完全依靠人工產生的視覺，需要光纖陀螺和更強的處理能力來得到所需的顯示速度和精度。傳感器融合技術將使飛行員0透過0其封閉的駕駛艙進行觀察，以任何角度跟蹤其他戰斗機或地面目標。

　　COTS技術的應用

　　自1976年以來，集成電路的銷售量由于它們在計算機、電信設備和電子消費品中應用的增多而增加了40倍。這些集成電路的絕大多數（98%）是塑料封裝的微電路（PEM）。PEM首先是在60年代引入的，由于它們的低成本、小尺寸和輕重量而得到廣泛應用。隨著它們的應用及可靠性的增加，導致它們也用在航空電子、汽車和其他長壽命的設備中。在這同一個時期，集成電路在航空電子設備中的應用保持平穩，引起其市場份額從17%跌到不到1%，使軍事部門再也不能影響電子器件的發展。軍用級部件市場的萎縮以及要對它們進行篩選以滿足MIL-STD-883所需的費用已導致許多大制造商，如摩托羅拉、英特爾和飛利浦關閉了它們的軍用電子元件生產線。這顯著減少了密封封裝的軍用規范部件的供應量，特別是最新的和技術上最先進的集成電路緊缺，迫使防務工業考慮采用商業技術的PEM部件。美國國防部已于1994年制訂政策，鼓勵采用最好的商業部件，以便在軍用設備中早日使用經濟上負擔得起的前沿電子技術產品。

　　美國國防部把COTS（commercia-l of-f the-shelf），即商業貨架器件定義為是在市場上銷售的產品，并在制造商的產品目錄中以確定的價格出現，而且可直接從制造商或通過制造商的銷售網供應給任何公司或個人使用。COTS器件有標準的件號和描述其機械、電氣和環境性質與極限的技術規范。COTS產品可分成消費品/工業用、軍用和航天用等類。在PEM中，半導體芯片采用模壓塑料技術被封裝在一個殼體中。

　　盡管PEM具有顯著的優點（如新產品，性能好，投放市場的時間短和首批成本低），它們也有一些缺點，如密封性差，抗熱循環和沖擊的性能差及較小的工作溫度范圍。制造工藝的變化，甚至制造商和批量的變化，可導致其性能變化越出規定的性能數據。

　　未來戰斗機的設計人員正在全力對付航空電子設備過時的問題。這個問題因防務預算減少以及軍機市場萎縮而造成的研制和生產時間延長而變得更加嚴峻。在軍用航空電子系統中，采用民用0開放0型系統硬件和軟件被看作是對付日益增長的電子元部件過時的重要措施。如果改用COTS技術，航空電子產品將不再一成不變， 其處理器芯片每過18個月就有改進。

　　在航空電子和計算機方面，商業貨架（COTS）技術已是很有市場。單是美國軍用機的處理機改進項目就包括：F-14和F/A-18的AN/AYK-14任務計算機采用COTS 技術的改進，F-16的新的模塊式任務計算機（MMC），供另一些F-16使用的M372通用處理火控計算機，F-15新的大氣數據處理機和新的IBM CP-1075C VH-SIC中央計算機及F-14新的GEC-馬可尼公司的數字式飛行控制系統。

　　美國海軍陸戰隊在其0開放系統民用航空電子設備要求0（OSCAR）計劃中準備用民用處理機來代替AV-8B中的任務計算機，在航空電子設備改用COTS 技術方面起了帶頭作用。麥道公司（現已被波音公司收購）是OSCAR計劃的主承包商，其轉包商CDI公司正在采用PowerPC民用處理器研制AV-8B 的AYK-14任務計算機的代用計算機。新計算機的研制型定于1997年3月初交付并在實驗室中進行試驗，生產將于1997年年底前開始，而對AV-8B 的改進將在1998年初開始。民用處理機的性能將比AYK-14提高兩個數量級。美國海軍也在尋找代替F-18上使用的AYK-14的民用處理機。

　　OSCAR改進計劃將采用具有商業標準接口（VME底板和符合POSIX的操作系統）的公共模塊，最初的作戰能力預定在2001年實現。某些OSCAR硬件和軟件將被用于F-15新的先進顯示核心處理機（ADCP）中。它將與F-15E的多用途顯示處理機（MDPD）和VHSIC綜合在一個電子箱內，用在 F-15C/D上的組裝中將有一些不同。

　　諾斯羅普#格魯門公司的工程師們正在修改美空軍E-8C飛機上的電子設備，以容納數量增加的COTS元部件。在過去3年里，E-8C的航空電子設備已從采用專門技術，如DEC公司的VAX計算機和國際器件公司的可編程信號處理機發展為采用開放系統部件，如DEC公司的Alpha微處理器，VME底板數據總線和FDDI（光纖分布數據接口）。進一步采用COTS技術可能將包括Windows NT操作系統，模擬器件公司的21060 SHARC數字信號處理機、水銀計算機系統公司發明的工業標準的Raceway高速微處理器互聯裝置。

　　F-22的研制人員已在對付可能要到2004年以后才能投入使用的F-22的電子零件過時的問題，雖然在2004年以前，該機不會進入美國空軍服役。洛克希德#馬丁/波音集團已編了一個在F-22投入使用時，很可能不再生產的400多個部件的目錄，以便用購買零件的生產線和插入新技術等方法來解決這個問題。

　　洛克希德#馬丁/波音已為改進F-22的CIP制訂了一個發展規劃，這個計劃準備引入民用技術來代替已經停產的零件，并利用民用航空電子設備的迅速發展來提高性能。其第一步稱為CIP 2000，將增加存儲容量和可靠性，同時減輕重量和降低費用。CIP2000將保留現有的1960處理器，但將引入開放系統數據總線及3伏電源，以允許以后采用民用處理器。CIP 2000將由CIP 2005來取代，后者簡單地通過在F-22的CIP機架中更換插入模塊來實現。

　　JSF使軍方在轉向以COTS為基礎的航空電子設備方面走到登峰造極的地步。為JSF航空電子設備規定的四大指標是：負擔得起，性能，可改進性和重新使用能力。JSF項目的管理人員試圖扭轉航空電子設備成本在飛機總成本中所占比例不斷上升，即從F-4的12%上升到F-18的30%的發展勢頭。JSF航空電子結構將在各方面盡最大可能采用COTS技術，包括處理和網絡結構。這種結構的主要設計目標是降低成本，將采用網絡、操作系統和應用程序接口的開放系統標準，以增加應用軟件及某些硬件的可移植性和擴充能力，以便應用于另一些飛機。采用COTS和開放系統標準的主要目的是增加軟件的壽命，使系統不受硬件技術過時的影響，而且容易改進。采用這種技術允許在研制周期更晚的時候作出如何實現處理機和網絡的決定，以便更多地采用最新技術，降低壽命期研制費用。

　　洛克希德#馬丁公司聲稱它已獲得技術突破，可幫助美國空軍對付F-22和其他軍用飛機的電子零件過時問題。數字元件的商業壽命可能只有18個月，而采用這些元件的武器系統的壽命有幾十年。零件過時的問題增加了系統的運行和保障費用，約為整個壽命期投資的三分之二。洛克希德#馬丁的技術革新通過采用協調的工具和電子規范，首先用仿制的樣件更換過時的機載印刷電路組件，公司估計這種仿制更換將在今后一二年內降低維修費用10%~15%。這種使用建模和仿真技術重新設計過時的電子裝置的方法，不僅可用于F-22，還可用于JSF。用于研制樣件的過程基于VHSIC硬件描述語言（VHDL）模型，代替過時的印刷電路板的樣件研制出來之后，就對這個樣件對照原先過時的印刷電路板在虛擬研制環境中采用商用的軟件和硬件進行符合性測試。在這種仿真環境中，對過時硬件的重新設計將主要采用現代元件技術。由于設計是按照電子規范進行的，重新設計的費用可大為節省。

　　仿制技術的優點是，重新設計的電子裝置的嵌入軟件和保障設備可保持不變，故不需要重新開發軟件和保障設備，這樣就節省了費用。美國空軍與洛克希德#馬丁公司已簽訂一個用于傳統電子裝置的VHDL設計環境（VDELE），VDELE采用目前的技術克服了過時問題。

　　洛克希德馬丁公司已用VHDL語言來嚴格描述F-16外掛管理系統（SMS）中已停產電路板的外形、安裝和功能，并將它仿制出來以后進行驗證。

　　航空電子結構向集中式方向發展

　　航空電子系統的結構經歷了從集中、分布又到集中的過程。60年代末以前，機載計算機的價格昂貴，因此各個航空電子系統都直接連接到用于導航和武器瞄準的中央任務計算機。從70年代初的F-16開始，較便宜的計算機和MIL-STD-1553數據總線的出現，使處理和功能分布開來成為可能，因此整個系統可分解為一些確定的子系統，并以離散的外場可更換部件（LRU）來實現。這意味著用戶必須保持很大的備件庫存，而且不能通過較長時間的生產來降低成本。

　　美國的0寶石柱0和0寶石臺0及英國的先進航空電子結構和組裝（A3P）這些研究計劃發展了新的集中式結構，即綜合模塊式航空電子（IMA）結構，其中的處理、存儲和接口模塊被用于支持多種功能。因此各個傳感器不需采用專用的信號與數據處理機，雷達、通信和其他信號的處理由共用的處理機陣列來完成。

　　F-22的公共綜合處理機（CIP）應用了0寶石柱0計劃的研究成果。CIP是由種類有限的機架安裝的外場可更換模塊（LRM）組成的，不僅為雷達、通信導航識別（CNI）、光電（EO）和電子戰子系統提供信號與數據處理，而且還用于傳感器和飛行器信息的綜合，以便在顯示器上顯示，使信息容易為單個飛行員所讀取。CIP中具有足夠的備用槽，可通過增加模塊來增加功能。CIP是休斯公司研制的，功能很強，一臺CIP的計算能力接近兩臺Cray巨型計算機。每架F-22上將裝兩臺CIP，并備有以后裝第3臺CIP的空間、功率和冷卻裝置，以應付未來對處理需求的增長。

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　　JSF航空電子系統的設計利用了0寶石臺0計劃的成果，其綜合程度又進了一大步，不僅綜合處理部分，而且還對傳感器部分進行綜合。JSF航空電子系統的心臟是綜合核心處理機（ICP）。它基本上與F-22的CIP相似，采用一種液冷的機箱，內裝插入式公共模塊。ICP約占JSF航空電子系統總成本的 1/4，故強調采用民用標準和民用元器件，以便生產出經濟上負擔得起的數字處理機。

　　ICP為一種采用商業標準和開放系統的結構，其軟件和硬件可在JSF的不同型別中以及其他飛機中重新使用。它還需要支持數據融合和信息管理，因而從機上傳感器得到的信息可由機外來源得到的數據進行支持。

　　休斯飛機公司和諾斯羅普#格魯門公司正在研究降低JSF射頻（RF）部分的成本。在多功能綜合RF系統（MIRFS）驗證合同下，這兩家公司的每一家將試飛一個機頭安裝的能完成雷達、電子戰和通信功能的電子掃描陣。

　　JSF低頻段RF系統將用一組較少的共用孔徑來代替目前飛機上的許多天線。它們將包括已在F-22上使用的那些高增益、前沿和后沿天線，在水平面中提供盡可能高的靈敏度和分辨率。通信和識別最好采用靈巧蒙皮（Smart Skin）天線。

　　JSF的光電系統方案將由美海軍的0共用孔徑傳感器系統0（SASSY）計劃發展而來，用一組孔徑傳感器完成以下三種器件的功能，前視紅外（FLIR）系統，遠距紅外搜索與跟蹤（IRST）系統以及白天幫助駕駛員目視識別飛機的電視攝像機系統（TCS）。SASSY計劃演示了一種采用單個480@680像素紅外焦面陣（FPA）的多功能系統樣機。

　　雖然集中式處理有其優點，但也存在缺點，專家們提出，采用集中式處理，所有傳感器和作動器輸入都必須送到一個中央地點進行處理，這意味著要用很多導線束， 這就必須采用光纖來傳輸信號，而且對于許多功能，在天線附近做模-數轉換和處理，再經過數據網傳送信息更好。盡管一度曾要求必須把處理部件組裝得很靠近以得到快速數據吞吐量，但對于今天的點至點總線和網絡，如SCI，就不必再這樣做，因為現在的系統很少有達不到50納秒的總路線延遲（等待）要求。

　　因此盡管集中式結構是今后航空電子設備發展的主流，但并不認為航空電子界會完全不用分布式結構。今后幾年航空電子的最大市場之一是改進現有飛機的電子設備，如F-15、F-16和F-18等可能采用集中和分布混合式結構。