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。