军用航空电子系统几大关键趋势

　　电子发烧友网讯：众所周知，军用航空电子对半导体IC、电子元器件、连接器及电子系统有着非常苛刻的要求，目前，较为知名的主要军用航空电子供应商ADI、TI、Xilinx、英飞凌、Altera、MicroSemiconductor等。为发现未来主要技术脉络及商机，故梳理军用航空电子领域主要几个关键技术新发展，包括导航系统，显示器，COTS及电子结构，期为读者提供有益参考。

　　导航系统的新发展

　　军用机和机载武器的导航仍以gps导航系统和惯性导航系统占主导地位，导航系统正向更精、更轻、更小和价格更低的方向发展。

　　1 GPS的主要发展方向是提高其抗干扰能力

　　美国在1997年7月23日从卡纳维拉尔角用0德尔它02（Delta 2）火箭发射了第一颗GPS 2R全球定位系统卫星。它是要发射的Navstar系列中的第42颗卫星。

　　先前的一颗2R卫星于1997年1月在发射时因运载火箭爆炸面损毁。GPS 2R卫星由洛克希德#马丁公司研制，重2030千克。2R卫星及其18颗以后的卫星将能进行6个月自主的操作，而不需要地面修正。

　　2R批次具有较大的余度及新的交联测距能力，以提高精度。一旦6~8颗新的2R卫星投入工作，GPS导航精度将从目前的10米提高到优于6米。

　　第一颗Navstar GPS卫星是1978年初发射的。Navstar卫星的发展经历了第1批次、第2批次、2A批次和目前的2R批次，大约从2002年开始将发射由波音公司制造的更加新的2F卫星。

　　今后四年是太阳活动高峰时期，而GPS及其应用是在太阳特别温和期间发展的，而且与2/2A卫星的输出功率比较，2R的输出功率可能降低2~4分贝，制造差别也可使卫星间的输出功率最多相差2分贝。因此美国很担心太阳活动高峰会使电离层起伏而引起导航误差，甚至造成GPS信号的中断，特别是关心飞机在进近期间所接收GPS信号可能受到破坏。

　　此外，随着航空对GPS依赖的增加，军用和民用航空用户关于系统受到非故意的干涉和故意的干扰的担心正在上升。军方对GPS的抗干扰能力特别关心，敌方将会干扰GPS，试图使来袭的导弹迷航，而且武器离目标越近，它要对抗的干扰信号也越强。

　　美国国防预研计划局（DARPA）提高GPS抗干扰性的一个尝试正集中于研制一种小到足以装在新的接收机中的原子钟。目前的原子钟比研制中的光纤陀螺 （FOG）惯导/GPS组件大得多，但预计不久将会做得很小。导弹战斗部中由原子钟提供的精确时间，将会在信号中断以后，加速GPS重新截获卫星。有原子钟可在不到1分钟内拾取卫星信号，而没有原子钟就需要几分钟。

　　提高抗干扰能力的其他办法是采用自适应天线和新材料。GPS接收机对采用较好的自适应零位操纵干扰技术来说，需要0.8~1.2米直径的天线。对导弹来说，这个尺寸显然太大。因而DARPA认为，嵌在导弹蒙皮中的天线，即灵巧蒙皮是解决这个问题的好办法。

　　俄罗斯在1997年莫斯科航展上展出的一种GPS干扰机能阻止接收4个频率的导航卫星信号。干扰机重10~12千克，发射的功率足以抑制数百千米以内接收机的正常工作。它具有4个固定频率的振荡器，而这4个频率是GPS和GLONASS发射的信号所使用的。干扰机的功率放大器在1200~1650兆赫频带中具有4瓦的功率。美国空军将购买8个干扰机，以便在埃格林空军基地进行分析，找出对付它的办法。

　　2 惯导和更小和价格更低的方向发展

　　光纤陀螺的优点是尺寸小、重量轻、成本低和可靠性高， 很适合用在精密制导武器低价组合式GPS-惯导系统中。光纤陀螺（FOG）已开始向环形激光陀螺（RLG）发起挑战。FOG在某些不大重要的民用和军事应用中已取代RLG，在这些应用中1度/小时的陀螺漂移率是可以接受的。美国空军正在考虑用较小的、更可靠的FOG来代替许多军用自动驾驶仪中所用的旋转质量速率陀螺。FTC公司生产的FOG已装在F-15飞机上作了试飞。

　　美国目前研制FOG的公司主要有利顿和霍尼韦尔两家。波音777飞机采用了霍尼韦尔公司供应的具有4个FOG的备份导航系统，称为辅助姿态大气基准装置 （SAARU），FOG的性能在1度/小时等级以内。霍尼韦尔公司自1992年以来就生产这一级别的FOG，而且已交付1500多个光纤陀螺。

　　利顿工业公司采用FOG的LN-200的惯性参考装置现在已有40多种不同的应用，应用范围包括飞机、导弹和无人机。基本LN-200惯性参考装置，它包括三个FOG和微机械加工在一块硅芯片上的三个小型线加速度计，其直径为8.89厘米，高8.64厘米，重量不到 0.726千克。LN-201是一种稍重的型别，在重新组装后用于AMRAAM空空导弹。而利顿LN-210型已为RAH-66直升飞机所选用，此直升飞机将装备两个FOG惯性参考系统和利顿公司的一个采用RLG的惯性导航系统。

　　DARPA目前正在进行的GPS制导组件（GGP）项目的第二阶段选择了两个公司集团进行研制：利顿/罗克韦尔/柯林斯公司及霍尼韦尔/天宝导航公司。利顿和霍尼韦尔为GGP研制的FOG将具有0.01度/小时的精度，导航精度达到1海里/小时，整个系统的性能还将通过组合惯性与GPS导航卫星的信号得到提高。柯林斯和天宝的GPS接收机都将是12通道装置。

　　这个项目的目标要求GGP系统的体积减小到1640立方厘米，其重量只有3118千克，平均故障间隔时间（MTBF）的指标为20000小时，比目前的 RLG惯性系统的MTBF大三倍。功耗只有30瓦，这对应用于无人机和导弹特别重要。组合惯性/GPS系统的批量生产成本降到约15000美元，大约为采用RLG的性能差不多的系统的三分之一。为了压缩GGP的尺寸和成本，这两家公司将采用由微机械加工技术制造在硅芯片上的加速度计。霍尼韦尔公司的微加速度计将由联信公司的仪表系统部供应。而利顿的微加速度计是自己研制的，且用于其目前的AMRAAM导弹所用的惯导系统。预计DARPA将在1999年春完成这项工作。

　　虽然军事部门可能首先采用GGP，但民用航空准会步其后尘。尺寸小、重量轻和成本低可能为许多通用航空飞机装备一流的导航设备开辟道路。如果利顿和霍尼韦尔的组合惯性/GPS能实现1.5万美元的价格，那么这将把系统的民用市场扩展到包括短程飞机及双发通用航空飞机。同样，这些系统可通过使它们不易受敌方对GPS信号的局部化干扰的影响，极大地增加精密制导武器的精度。一个装有0.01度/小时FOG的系统将能允许GPS信号丧失10分钟，而仍能到达其预定目标的30米以内。

　　根据与空军签订的合同，利顿正在研制一种0精密FOG0，其目标是使FOG精度大致提高10倍，差不多达到0.001度/小时。霍尼韦尔公司正在利用其自己的资金为达到同样的目标而进行研究。

　　虽然旋转质量陀螺在很大程度上已为RLG所取代，然而RLG是否会面临同样的命运，则专家们持不同的观点。例如，采用小型RLG的霍尼韦尔公司的惯性系统，最近已被选用于“联合直接攻击炸弹” （JDAM），可见RLG还有相当强的生命力。但是，专家们的一致看法是，“光陀螺”的未来是光明的。然而，总有一天，光陀螺在较低精度应用方面会受到将振动质量制造在芯片上的微电子陀螺的挑战。德雷珀实验室已在率先发展这种技术，而且其他一些公司，如利顿和罗克韦尔也在进行这方面的研究。

　　DARPA已在推进很低价格的FOG/INS/GPS的研制，1997年已同工业部门签订了一个合同，为步兵研制这种微机电导航器件。这些小型器件将在微尺度上加工，目标是整个系统的销售价格为1200美元，功耗不到1瓦。

　　罗克韦尔公司已交付第一个导航处理器给Alliant公司的Outrider无人机。这个导航处理器采用罗克韦尔公司在市场上出售的一种最小的惯性传感器，即数字式石英惯性测量装置（DQI），并采用来自作为无人机自动化发射和回收系统一部分的GPS接收机的信号。DQI为第一代用于惯性敏感的微机电传感器，是从一块石英基板批生产得到的。这种简单、小而且可靠的DQI采用振动石英传感器，适用于灵巧武器、导弹和无人机。

　　美国Irvine传感器公司正在研制一种尺寸像一块方糖大小的惯导系统，系统基于定制微机械加工陀螺，称为硅微环陀螺（Silicon MicroRing Gyro）。美国海军官员们想把这种2立方厘米的系统用于声纳浮标和有关应用。微机械加工采用半导体制造方法来制造特征尺寸以微米计的传感器和结构。MicroRing采用低价的硅与金属结构，同时测量沿几条轴的运动。美国海军为它规定的指标为：100分贝的动态范围，10毫瓦功耗与0.5飞电容。

　　头盔显示器的新发展

　　战斗机驾驶舱仪表的一个发展趋势是采用彩色液晶显示器。美国的F-15、F-16、F/A-18、AT/T-38和T-45的驾驶舱改进都采用了液晶多功能显示器。平板彩色显示器和平视显示器将为目前最先进的F-22飞机的飞行员提供信息。而头盔显示器（HMD）作为一种新崛起的瞄准和显示设备正越来越受到世界各国空军的重视。

　　俄罗斯和以色列战斗机已采用头盔显示器，而美国空军和西欧国家的空军却采取慎重态度，已花了好几年时间对头盔显示器的所有人机工程和性能问题进行深入的研究。现在，头盔显示器的技术已能满足所提出的严格的要求。

　　各国空军都希望用头盔瞄准系统来指示目前和未来的一些近距空空导弹， 正在把采购和部署简单的只能白天使用的头盔瞄准系统置入快车道。HMD取代战斗机的平视显示器（HUD）已变成次要的事情，现在头盔显示器的主要作用是武器瞄准和一些仪表数据的读出。目前的考虑趋向于头盔显示器显示的的东西越少越好，详细的飞行数据最好留给HUD来显示。HUD在今后相当长一段时间内不会被HMD所取代，因为对HMD的要求取决于任务和威胁，而且只在少数任务中需要全功能的HMD。研究表明，互补地采用前视红外（FLIR）显示器、夜视镜和简单的头盔指向器件已能满足需要。

　　俄罗斯的米格-29已装备基辅阿森纳尔设计局研制的Zh-3YM-1 HMD。这种简单的系统采用一块外部安装的组合玻璃来显示目标的方位，其特点是具有采用安装于驾驶舱的摄像机来探测安装于头盔的发光二极管（LED）组的光学头部跟踪器。阿森纳尔设计局现已研制了一些更新的HMD，例如Surat和Taurus。这些系统在作战中使用的优点是，飞行员仅需要转动其头部就可截获目标并发射武器，而不需要使其飞机的机头指向敌机。

　　以色列埃尔比特的显示和瞄准头盔系统（DASH）在以色列空军的F-15、F-16和F-4中使用已有好几年。第三代DASH 3提供与以前型别同样的性能，但已做得较轻（1.8千克）和尺寸更加紧凑，且提高了系统可靠性。DASH采用12.7毫米的阴极射线管，它在22b视场内产生笔划式字符来显示飞行数据和一个目标指示框。

　　DASH可使雷达和空空导弹的导引头跟随飞行员的瞄准线转动。DASH像许多其他HMD那样，采用电磁头部跟踪器。电磁头部跟踪器基于头盔安装的发射器和驾驶舱内的一些传感器，可将飞行员的视线确定在6毫弧度的精度以内。

　　欧洲战斗机的头盔显示器采用光学跟踪系统，用一系列安装在驾驶舱中的红外摄像机探测头盔上的IR发光二极管阵列，从而计算头部的精确位置和视角。光学跟踪器的优点是，不必像电磁跟踪器那样画驾驶舱的磁场图，可在任何飞机上采用。虽然早期系统因对日光敏感而“消隐”，较新的光学跟踪器可采用预测处理和其他技术把这种现象过滤掉。较快的计算机处理还可减小系统的延时。

　　法国赛克斯当公司和英特技术公司不是围绕现有的头盔壳体设计HMD，而是设计了一个全新的头盔系统，它包括视觉与显示系统，并带氧气/正压呼吸和全核生化保护。该公司的单目Topsight HMD已经在一架0幻影02000上作了广泛的飞行试验，并已向法国空军供应了10套Top-sight头盔进行鉴定。法国空军正集中于HMD在空空目标截获和指示方面的使用，主要支持0幻影02000和0阵风0战斗机。对Topsight双目HMD的飞行试验定于1997年年底以前开始。该公司采用磁头部跟踪系统，而且最近完善了一个新的算法组，以进一步提高精度，最终公司可能采用眼跟踪系统来代替磁头部跟踪系统。

　　美国空军的“联合头盔指示系统”（JHMCS）正在迅速发展，JHMCS将由国际视觉系统（VSI）公司研制。VSI是美国凯泽电子公司和以色列埃尔比特公司的合资企业，埃尔比特公司通过这个合资企业把DASH技术转让给了JHMCS。JHMCS的使用试验和鉴定将在1999~2000年进行，而生产决定将在2000年年中作出。首批使用JHMCS飞行的飞机将是F-15C/D和F/A-18C/D。F-22也将采用JHMCS，以便充分发挥改进的 AIM-9x的离轴能力。最初的JHMCS将是一种单目、单色显示器，将字符投影在头盔的护目镜上。

　　其20b显示视场将适合白天空战中的离轴导弹指示。它的一个预计划的产品改进项目致力于未来用在AV-8B和JSF空地作战对系统所要求的改进。 JHMCS被设计成安装在标准的HGU-55/P和轻型的GU-56/P或F-22的HGU-68/P这类头盔上。它能指示雷达与导航系统及导弹导引头，采用了高速（240赫）电磁允许的金属头部跟踪器。

　　JHMCS与俄罗斯头盔的关键差别是送到头盔的数据不同，俄罗斯头盔具有一个固定的光标和头部跟踪器，并为导弹导引头提供瞄准线数据，但导引头的位置并不发送到头盔。而在JHMCS中，飞行员可以看到导引头指向那里，并可确认导弹试图锁定于正确的目标的情况。

　　JHMCS头盔具有可互换的白天或黑夜护目镜（前者具有较深的色彩，以便有较好的显示能见性），而且可装选用的夜视镜模块。显示字符包括一个目标指示框， 一个将飞行员的头部指引到系统瞬时视场外目标的箭头，包括速度、高度、重力和武器数据在内的基本飞行信息。此头盔由增加到战斗机的显示或任务计算机的一块电路板控制。

　　JHMCS应用了莱特-帕特逊空军基地的美国空军研究实验室VCATS计划的研究成果。VCATS研究了对付机体在高G下振颤这类问题，而振颤可能引起导弹与头盔轴线有显著的移动。美国研究人员还发现了人体在高G下不能胜任观察向目标飞行的导弹轨道的问题。研究表明，在9G下，大多数飞行员不能以90度的角度向上观看，通常向上观看的最大角度为60~80度。为弥补这个缺点，VCATS在普通显示器上引入了0高G指示点0，或0上视光标0。当飞行员的头部移动回来，并从侧面跟踪目标时，系统自动选择左或右上视光标，以便飞行员在头部运动较少的情况下指示导弹导引头或雷达。

　　工程师们现正在探索10~15年后需要的HMD技术。如果激光的威胁增加，就要使用驾驶舱封闭的战斗机，飞机将由飞行员采用虚拟现实HMD飞行。这种HMD完全依靠人工产生的视觉，需要光纤陀螺和更强的处理能力来得到所需的显示速度和精度。传感器融合技术将使飞行员0透过0其封闭的驾驶舱进行观察，以任何角度跟踪其他战斗机或地面目标。

　　COTS技术的应用

　　自1976年以来，集成电路的销售量由于它们在计算机、电信设备和电子消费品中应用的增多而增加了40倍。这些集成电路的绝大多数（98%）是塑料封装的微电路（PEM）。PEM首先是在60年代引入的，由于它们的低成本、小尺寸和轻重量而得到广泛应用。随着它们的应用及可靠性的增加，导致它们也用在航空电子、汽车和其他长寿命的设备中。在这同一个时期，集成电路在航空电子设备中的应用保持平稳，引起其市场份额从17%跌到不到1%，使军事部门再也不能影响电子器件的发展。军用级部件市场的萎缩以及要对它们进行筛选以满足MIL-STD-883所需的费用已导致许多大制造商，如摩托罗拉、英特尔和飞利浦关闭了它们的军用电子元件生产线。这显著减少了密封封装的军用规范部件的供应量，特别是最新的和技术上最先进的集成电路紧缺，迫使防务工业考虑采用商业技术的PEM部件。美国国防部已于1994年制订政策，鼓励采用最好的商业部件，以便在军用设备中早日使用经济上负担得起的前沿电子技术产品。

　　美国国防部把COTS（commercia-l of-f the-shelf），即商业货架器件定义为是在市场上销售的产品，并在制造商的产品目录中以确定的价格出现，而且可直接从制造商或通过制造商的销售网供应给任何公司或个人使用。COTS器件有标准的件号和描述其机械、电气和环境性质与极限的技术规范。COTS产品可分成消费品/工业用、军用和航天用等类。在PEM中，半导体芯片采用模压塑料技术被封装在一个壳体中。

　　尽管PEM具有显著的优点（如新产品，性能好，投放市场的时间短和首批成本低），它们也有一些缺点，如密封性差，抗热循环和冲击的性能差及较小的工作温度范围。制造工艺的变化，甚至制造商和批量的变化，可导致其性能变化越出规定的性能数据。

　　未来战斗机的设计人员正在全力对付航空电子设备过时的问题。这个问题因防务预算减少以及军机市场萎缩而造成的研制和生产时间延长而变得更加严峻。在军用航空电子系统中，采用民用0开放0型系统硬件和软件被看作是对付日益增长的电子元部件过时的重要措施。如果改用COTS技术，航空电子产品将不再一成不变， 其处理器芯片每过18个月就有改进。

　　在航空电子和计算机方面，商业货架（COTS）技术已是很有市场。单是美国军用机的处理机改进项目就包括：F-14和F/A-18的AN/AYK-14任务计算机采用COTS 技术的改进，F-16的新的模块式任务计算机（MMC），供另一些F-16使用的M372通用处理火控计算机，F-15新的大气数据处理机和新的IBM CP-1075C VH-SIC中央计算机及F-14新的GEC-马可尼公司的数字式飞行控制系统。

　　美国海军陆战队在其0开放系统民用航空电子设备要求0（OSCAR）计划中准备用民用处理机来代替AV-8B中的任务计算机，在航空电子设备改用COTS 技术方面起了带头作用。麦道公司（现已被波音公司收购）是OSCAR计划的主承包商，其转包商CDI公司正在采用PowerPC民用处理器研制AV-8B 的AYK-14任务计算机的代用计算机。新计算机的研制型定于1997年3月初交付并在实验室中进行试验，生产将于1997年年底前开始，而对AV-8B 的改进将在1998年初开始。民用处理机的性能将比AYK-14提高两个数量级。美国海军也在寻找代替F-18上使用的AYK-14的民用处理机。

　　OSCAR改进计划将采用具有商业标准接口（VME底板和符合POSIX的操作系统）的公共模块，最初的作战能力预定在2001年实现。某些OSCAR硬件和软件将被用于F-15新的先进显示核心处理机（ADCP）中。它将与F-15E的多用途显示处理机（MDPD）和VHSIC综合在一个电子箱内，用在 F-15C/D上的组装中将有一些不同。

　　诺斯罗普#格鲁门公司的工程师们正在修改美空军E-8C飞机上的电子设备，以容纳数量增加的COTS元部件。在过去3年里，E-8C的航空电子设备已从采用专门技术，如DEC公司的VAX计算机和国际器件公司的可编程信号处理机发展为采用开放系统部件，如DEC公司的Alpha微处理器，VME底板数据总线和FDDI（光纤分布数据接口）。进一步采用COTS技术可能将包括Windows NT操作系统，模拟器件公司的21060 SHARC数字信号处理机、水银计算机系统公司发明的工业标准的Raceway高速微处理器互联装置。

　　F-22的研制人员已在对付可能要到2004年以后才能投入使用的F-22的电子零件过时的问题，虽然在2004年以前，该机不会进入美国空军服役。洛克希德#马丁/波音集团已编了一个在F-22投入使用时，很可能不再生产的400多个部件的目录，以便用购买零件的生产线和插入新技术等方法来解决这个问题。

　　洛克希德#马丁/波音已为改进F-22的CIP制订了一个发展规划，这个计划准备引入民用技术来代替已经停产的零件，并利用民用航空电子设备的迅速发展来提高性能。其第一步称为CIP 2000，将增加存储容量和可靠性，同时减轻重量和降低费用。CIP2000将保留现有的1960处理器，但将引入开放系统数据总线及3伏电源，以允许以后采用民用处理器。CIP 2000将由CIP 2005来取代，后者简单地通过在F-22的CIP机架中更换插入模块来实现。

　　JSF使军方在转向以COTS为基础的航空电子设备方面走到登峰造极的地步。为JSF航空电子设备规定的四大指标是：负担得起，性能，可改进性和重新使用能力。JSF项目的管理人员试图扭转航空电子设备成本在飞机总成本中所占比例不断上升，即从F-4的12%上升到F-18的30%的发展势头。JSF航空电子结构将在各方面尽最大可能采用COTS技术，包括处理和网络结构。这种结构的主要设计目标是降低成本，将采用网络、操作系统和应用程序接口的开放系统标准，以增加应用软件及某些硬件的可移植性和扩充能力，以便应用于另一些飞机。采用COTS和开放系统标准的主要目的是增加软件的寿命，使系统不受硬件技术过时的影响，而且容易改进。采用这种技术允许在研制周期更晚的时候作出如何实现处理机和网络的决定，以便更多地采用最新技术，降低寿命期研制费用。

　　洛克希德#马丁公司声称它已获得技术突破，可帮助美国空军对付F-22和其他军用飞机的电子零件过时问题。数字元件的商业寿命可能只有18个月，而采用这些元件的武器系统的寿命有几十年。零件过时的问题增加了系统的运行和保障费用，约为整个寿命期投资的三分之二。洛克希德#马丁的技术革新通过采用协调的工具和电子规范，首先用仿制的样件更换过时的机载印刷电路组件，公司估计这种仿制更换将在今后一二年内降低维修费用10%~15%。这种使用建模和仿真技术重新设计过时的电子装置的方法，不仅可用于F-22，还可用于JSF。用于研制样件的过程基于VHSIC硬件描述语言（VHDL）模型，代替过时的印刷电路板的样件研制出来之后，就对这个样件对照原先过时的印刷电路板在虚拟研制环境中采用商用的软件和硬件进行符合性测试。在这种仿真环境中，对过时硬件的重新设计将主要采用现代元件技术。由于设计是按照电子规范进行的，重新设计的费用可大为节省。

　　仿制技术的优点是，重新设计的电子装置的嵌入软件和保障设备可保持不变，故不需要重新开发软件和保障设备，这样就节省了费用。美国空军与洛克希德#马丁公司已签订一个用于传统电子装置的VHDL设计环境（VDELE），VDELE采用目前的技术克服了过时问题。

　　洛克希德马丁公司已用VHDL语言来严格描述F-16外挂管理系统（SMS）中已停产电路板的外形、安装和功能，并将它仿制出来以后进行验证。

　　航空电子结构向集中式方向发展

　　航空电子系统的结构经历了从集中、分布又到集中的过程。60年代末以前，机载计算机的价格昂贵，因此各个航空电子系统都直接连接到用于导航和武器瞄准的中央任务计算机。从70年代初的F-16开始，较便宜的计算机和MIL-STD-1553数据总线的出现，使处理和功能分布开来成为可能，因此整个系统可分解为一些确定的子系统，并以离散的外场可更换部件（LRU）来实现。这意味着用户必须保持很大的备件库存，而且不能通过较长时间的生产来降低成本。

　　美国的0宝石柱0和0宝石台0及英国的先进航空电子结构和组装（A3P）这些研究计划发展了新的集中式结构，即综合模块式航空电子（IMA）结构，其中的处理、存储和接口模块被用于支持多种功能。因此各个传感器不需采用专用的信号与数据处理机，雷达、通信和其他信号的处理由共用的处理机阵列来完成。

　　F-22的公共综合处理机（CIP）应用了0宝石柱0计划的研究成果。CIP是由种类有限的机架安装的外场可更换模块（LRM）组成的，不仅为雷达、通信导航识别（CNI）、光电（EO）和电子战子系统提供信号与数据处理，而且还用于传感器和飞行器信息的综合，以便在显示器上显示，使信息容易为单个飞行员所读取。CIP中具有足够的备用槽，可通过增加模块来增加功能。CIP是休斯公司研制的，功能很强，一台CIP的计算能力接近两台Cray巨型计算机。每架F-22上将装两台CIP，并备有以后装第3台CIP的空间、功率和冷却装置，以应付未来对处理需求的增长。

 

　　JSF航空电子系统的设计利用了0宝石台0计划的成果，其综合程度又进了一大步，不仅综合处理部分，而且还对传感器部分进行综合。JSF航空电子系统的心脏是综合核心处理机（ICP）。它基本上与F-22的CIP相似，采用一种液冷的机箱，内装插入式公共模块。ICP约占JSF航空电子系统总成本的 1/4，故强调采用民用标准和民用元器件，以便生产出经济上负担得起的数字处理机。

　　ICP为一种采用商业标准和开放系统的结构，其软件和硬件可在JSF的不同型别中以及其他飞机中重新使用。它还需要支持数据融合和信息管理，因而从机上传感器得到的信息可由机外来源得到的数据进行支持。

　　休斯飞机公司和诺斯罗普#格鲁门公司正在研究降低JSF射频（RF）部分的成本。在多功能综合RF系统（MIRFS）验证合同下，这两家公司的每一家将试飞一个机头安装的能完成雷达、电子战和通信功能的电子扫描阵。

　　JSF低频段RF系统将用一组较少的共用孔径来代替目前飞机上的许多天线。它们将包括已在F-22上使用的那些高增益、前沿和后沿天线，在水平面中提供尽可能高的灵敏度和分辨率。通信和识别最好采用灵巧蒙皮（Smart Skin）天线。

　　JSF的光电系统方案将由美海军的0共用孔径传感器系统0（SASSY）计划发展而来，用一组孔径传感器完成以下三种器件的功能，前视红外（FLIR）系统，远距红外搜索与跟踪（IRST）系统以及白天帮助驾驶员目视识别飞机的电视摄像机系统（TCS）。SASSY计划演示了一种采用单个480@680像素红外焦面阵（FPA）的多功能系统样机。

　　虽然集中式处理有其优点，但也存在缺点，专家们提出，采用集中式处理，所有传感器和作动器输入都必须送到一个中央地点进行处理，这意味着要用很多导线束， 这就必须采用光纤来传输信号，而且对于许多功能，在天线附近做模-数转换和处理，再经过数据网传送信息更好。尽管一度曾要求必须把处理部件组装得很靠近以得到快速数据吞吐量，但对于今天的点至点总线和网络，如SCI，就不必再这样做，因为现在的系统很少有达不到50纳秒的总路线延迟（等待）要求。

　　因此尽管集中式结构是今后航空电子设备发展的主流，但并不认为航空电子界会完全不用分布式结构。今后几年航空电子的最大市场之一是改进现有飞机的电子设备，如F-15、F-16和F-18等可能采用集中和分布混合式结构。