第1章 航電系統的過去與未來1-1

1-1航電需求與發展1-1

1-2航電技術的演進1-4

1-3國家空域系統的技術指標1-6

1-4未來空中導航系統的構想1-8

1-5 CNS/ATM新航電技術的影響1-9

1-6導航性能的提昇1-10

1-7監視性能的提升1-12

1-8通訊性能的提昇1-13

1-9自動化與管理的挑戰1-14

習 題1-16



第2章 飛行動力與控制原理2-1

2-1飛機翼面的作用力2-1

2-2飛行控制與穩定2-6

2-3飛機運動的六個自由度(degree of freedom)2-8

2-4飛機的運動與控制2-12

習 題2-16



第3章 大氣數據系統3-1

3-1大氣數據系統的架構3-1

3-2推導大氣相關數據之關係方程式3-5

3-3壓力感測器(pressure sensor)3-17

3-4數據轉換與應用3-19

習 題3-22



第4章 飛行控制系統4-1

4-1縱向控制(longitudinal control)4-2

4-1-1 駕駛的推桿力(stick force)4-3

4-1-2 俯仰率(pitch rate)對升降舵的響應4-5

4-1-3 俯仰運動方塊圖的建立4-6

4-2側向控制(lateral control)4-10

4-2-1 副翼(aileron)的控制4-11

4-2-2 傾斜轉彎的程序4-12

4-2-3 側滾率對副翼的響應4-12

4-2-4 方向舵的控制4-13

4-2-5 短週期的偏航運動4-14

4-2-6 滾轉－偏航－側滑的綜合響應4-15

習 題4-29



第5章 自動駕駛及飛航管理系統5-1

5-1自動駕駛(auto-pilot, A/P)5-2

5-1-1 基本原理5-2

5-1-2 高度控制(altitude control)5-2

5-1-3 方向控制(heading control)5-4

5-1-4 定速控制5-6

5-2自動駕駛與儀降系統導引5-7

5-2-1 下滑導引迴路5-10

5-2-3 航向導引迴路5-11

5-2-4 Cat III自動降落迴路5-12

5-2-5 自動機身拉平(flare)控制5-13

5-3飛航管理系統(Flight Management System, FMS)5-14

習 題5-19



第6章 航空通訊6-1

6-1航空電訊的發展6-1

6-2航空數據通訊的發展6-3

6-3飛航管制通訊6-5

6-3-1 CNS/ATM的通訊需求6-6

6-4航空通訊網路(ATN)的需求6-9

6-4-1 ATN架構6-9

6-4-2 ISO-OSI標準6-12

6-4-3 通訊協定6-14

6-4-4 ATN系統層級要求6-15

6-5無線電電路需求問題6-16

6-5-1 VHF頻道互擾分析6-18

6-5-2 新通訊架構中電路需求分析6-20

6-5-3 使用TDMA的管制空層6-21

6-5-4 次頻道規劃6-23

6-6VDL四個選擇的模式6-24

6-6-1 VDL Mode 1 6-25

6-6-2 VDL Mode 2 6-26

6-6-3 VDL Mode 3 6-27

6-6-4 VDL Mode 4 6-28

6-6-5 初步評析 6-30

習 題6-31



第7章 慣性導航系統7-1

7-1慣性導航系統發展背景7-1

7-2慣性系統的原理7-2

7-3地球與空間運動之加速度7-3

7-4慣性力與機械式陀螺儀7-6

7-5機械式陀螺儀7-8

7-6光學陀螺儀(optical gyro)7-11

7-7加速儀(accelerometer)7-16

7-8慣性導航系統7-19

習 題7-22



第8章 全球定位衛星系統8-1

8-1全球定位衛星系統簡介8-1

8-2全球定位衛星(GPS)的觀測方程式8-3

8-2-1 虛擬距離觀測量(pseudo range observation)8-3

8-2-2 載波相位觀測量(carrier beat phase observation)8-4

8-3差分法全球定位衛星(differential GPS)8-5

8-3-1 虛擬距離修正量法8-5

8-3-2 座標分量修正法8-6

8-4影響全球定位衛星(GPS)訊號接收之因素8-6

8-5GPS導航定位原理8-7

8-5-1 最小平方法(least squares solution)8-7

8-5-2 虛擬距離平滑化法(smoothed pseudo range, SPR)8-8

8-5-3 中測站間時間不配合問題8-8

8-6座標轉換8-9

8-6-1 座標轉換8-9

8-6-2地理資訊整合8-10

8-6-3台灣地區GPS接收狀況8-12

8-6-4 GPS應用8-13

8-7航電導航技術的發展8-13

8-8虛擬衛星(Pseudolite)發展背景8-15

8-8-1 虛擬衛星的設計概念8-16

8-8-2 同步虛擬衛星差分量測8-17

8-8-3 虛擬衛星「遠/近問題」8-18

8-9虛擬衛星於機場架構性能分析8-19

8-9-1 精度稀釋因子8-19

8-9-2 機場虛擬衛星(APL)的架構8-22

8-10 機場虛擬衛星(APL)架設評估8-24

8-10-1 GPS接收狀況8-25

8-10-2 地形因素的影響8-25

8-11區域擴增系統發展8-25

8-11-1 區域擴增系統的可用8-27

習 題8-30



第9章 航空雷達與監視9-1

9-1雷達的發展9-1

9-2雷達的原理9-2

9-3雷達的基本結構9-4

9-3-1 天線形式9-4

9-3-2 發射機9-6

9-3-3 接收機9-8

9-4雷達使用之頻率9-9

9-5雷達的功率方程式9-10

9-6影響雷達性能的因素9-12

9-6-1 發射機功率9-12

9-6-2 天線大小9-12

9-6-3 接收機靈敏度9-13

9-6-4 大氣的影響9-12

9-6-5 目標物反射性9-13

9-6-6 雜 波9-14

9-6-7 大氣的折射9-14

9-6-8 傳播損失9-14

9-6-9 接收機雜訊9-14

9-6-10 雷達波的發射方式9-14

9-7雷達的應用與分類9-15

9-7-1 雷達高度計(Radar Altimeter)9-16

9-7-2 空用追蹤攔截雷達9-17

9-7-3 都卜勒雷達(Doppler Radar)9-19

9-7-4 氣象雷達9-25

9-7-5 合成孔徑雷達9-26

9-7-6 次級搜索(監視)雷達9-28

9-8 自動回報監視9-29

9-9自動回報監視9-31

9-10自動回報監視(ADS)的架構9-33

9-11通訊系統架構9-34

9-11-1 VDL Mode 4/STDMA的發展9-34

9-11-2 Mode S的發展9-36

9-11-3 全球通用傳訊機(universal access transceiver, UAT)的發展9-36

9-12廣播式自動回報監視網9-37

習 題9-39



第10章 機載航情警告系統10-1

10-1地面接近警告系統(GPWS)10-1

10-1-1 地面接近警訊需求10-1

10-1-2 GPWS系統運作10-2

10-1-3 GPWS的警訊模式10-3

10-1-4 GPWS在駕駛艙內的控制10-6

10-1-5 GPWS之應用實例10-8

10-2航情警訊及空中防撞系統(TCAS)10-10

10-2-1 TCAS需求背景10-9

10-2-2 TCAS II原理10-10

10-2-3 TCAS系統運作10-10

習 題10-14



第11章 航電系統整合概念11-1

11-1系統整合概念11-1

11-2基礎技術背景11-3

11-2-1 數位技術11-3

11-2-2 數據匯流排制11-4

11-3系統整合概念11-6

11-4系統整合架構11-7

11-4-1 民航機系統11-7

11-4-2 軍機系統11-8

11-4-3 系統型式的性能探討11-11

11-5多裕度系統11-13

11-5-1 多重裕度的概念11-13

11-5-2 硬體裕度規劃11-15

11-5-3 軟體裕度規劃11-17

11-5-4 故障的判定及避免11-18

11-6故障的成因與防範11-20

習 題11-22



第12章 航電數據匯流排12-1

12-1航電計算機系統網路(Avionic Computer Network)12-1

12-2過零邏輯(Return-to-Zero Logic)12-8

12-3ARINC-429數據匯流排12-8

12-4MIL-STD-1553數據匯流排12-15

12-4-1 MIL-STD-1553B硬體12-16

12-4-2 MIL-STD-1553B軟體12-17

12-5ARNC-629匯流排12-23

12-6CAN匯流排12-27

習 題12-34



第13章 飛航儀表與顯示13-1

13-1飛機儀表的基本設計13-2

13-2高性能飛機的航電儀表系統13-6

13-2-1 主飛行顯示器(PFD)13-7

13-2-2 導航顯示器(ND)13-9

13-2-3 數位飛航儀表系統(EFIS)13-10

13-3抬頭顯示器13-13

習 題13-20



第14章 電磁干擾14-1

14-1電磁干擾的意義14-1

14-2電磁干擾產生之原因14-3

14-3電磁相容14-3

14-4電磁干擾之規範14-8

14-5電磁干擾之量測儀器14-9

14-5-1 線路阻抗穩定網路(LISN)的簡介14-9

14-5-2 差模隔離網路(DMRN)的簡介14-12

14-6電源供應器傳導性電磁干擾14-13

14-6-1 傳導性電磁干擾源14-14

14-7傳導性電磁干擾之電流路徑14-17

14-7-1 差模電磁干擾路徑14-18

14-7-2 共模電磁干擾路徑14-18

14-8電磁干擾的抑制方法14-19

14-8-1 屏蔽14-19

14-8-2 接地(grounding)14-21

14-8-3 隔離(isolation)14-24

14-9結語14-25

習 題14-26



第15章 電路濾波器15-1

15-1何謂濾波器15-1

15-1-1 濾波器之種類15-2

15-1-2 濾波器之特性15-3

15-2濾波器元件分析15-6

15-2-1 電容器15-6

15-2-2 電感器15-7

15-3EMI濾波器之使用實例15-9

15-3-1 共模濾波器等效電路15-9

15-3-2 差模濾波器等效電路15-10

15-4EMI濾波器之設計15-11

15-5EMI濾波器之實驗實例15-14

習 題15-20



航電系統相關綜合性試題試-1

航電縮寫及字彙縮-1

航電重要字彙重-1