低空经济已纳入国家战略性新兴产业，低空智能综合电子系统（Low-altitude Intelligent Integrated Electronic System， LIIES）是保障低空飞行器安全、高效运行的核心技术体系，正从分立式架构向综合化、智能化、网联化方向演进。系统阐述了该系统的基本概念、架构、核心组成，并对比分析其与大飞机航空电子系统的差异性。从机载通导监、飞行管理、多模态人机交互、感知与避障、低空智能网联及地面支撑平台等维度，剖析技术现状、应用瓶颈与发展趋势。最后总结技术挑战，展望标准化、模块化与自主化发展路径，为低空经济规模化落地提供理论支撑与技术指引。
针对低空无人机在自主飞行、避障探测和低空巡检等场景中对雷达前端高速、低时延数据转换电路的需求，设计了一款基于12 nm CMOS工艺的4位20 GSa/s Flash模/数转换器（ADC）。设计的Flash ADC从高速动态比较器、时间域辅助判决两个方面进行优化。ADC由基准电压生成电路、高速动态比较器阵列、时间比较器辅助判决电路以及数字编码电路组成。优化后的动态比较器通过增强再生能力和减小关键节点寄生等方式提高了高速采样下的小信号判决能力；同时，采用时间比较器替代传统SRLatch辅助判决方案，将相邻比较器输出之间的电压判决关系进一步转换为时间域判决，从而降低电路的整体功耗。仿真结果表明，在1 V电源电压、20 GSa/s采样频率和2 GHz输入频率下，该ADC实现了3.8位有效位数，SNR为26.12 dB，SNDR为24.69 dB，SFDR为34.35 dB。其中，ADC功耗为70 mW，对应FoM约为250 fJ/conversion-step。
针对灾后基础设施受损条件下异构无人机集群覆盖、转发与汇聚协同困难的问题，建立以速度、航向角和发射功率为控制变量的动态路由规划模型，将无人机运动、地面节点覆盖、链路速率、缓存队列、功能性回传能力和能耗等指标统一到同一时域。针对原始L-SHADE随机初始化缺少任务节点空间信息、参数自适应缺少覆盖状态反馈的不足，提出覆盖状态感知L-SHADE：利用覆盖优先个体改善初始种群，并依据精英覆盖违约、可行个体比例及覆盖变化趋势，在覆盖构造、覆盖稳定、性能精修和覆盖恢复状态间切换，约束p、差分缩放因子F和交叉概率CR。在固定异构环境下进行5次独立运行，并与原始L-SHADE和仅采用覆盖优先初始化的L-SHADE进行比较。5次独立运行的描述性结果显示，所提算法平均覆盖率由0.827 4提高至0.894 3，增加了6.69个百分点，相对增加约8.09%；平均覆盖违约降低约37.64%，平均吞吐量增加约64.25%，平均队列负载降低约19.64%，平均归一化能耗降低约6.0%，由0.000 416降至0.000 391。上述差异反映了当前固定场景和小样本条件下的数值改善趋势，尚不能据此建立统计显著优势。在这一证据边界内，结果表明，将覆盖状态反馈显式引入差分进化搜索，有助于在覆盖保持、数据回传和资源消耗之间形成更协调的搜索方向，可为低空经济与灾后应急场景中异构无人平台的持续通信服务规划提供方法参考。
针对低空协同任务中多节点关系复杂、早期异常信号较弱、攻击难以及时预警等问题，提出一种基于执行-通信复合行为建模的低空协同任务安全演化预测方法。该方法利用正常任务运行数据构建执行-通信复合任务行为图，统一表示控制执行、任务资源访问、链路交互、状态反馈和任务结果等多源行为，并学习任务传播基线。在线阶段，以当前可疑行为为输入，构造异常传播上下文，筛选候选受影响节点，对候选传播路径进行评分和排序，从而预测后续可能受影响的任务对象和传播路径。基于CICAPT-IIoT 2024数据集的替代验证结果表明，该方法在在线预警任务中的预警准确率为78.35%，攻击片段覆盖率为66.67%，平均每个攻击片段产生1.40条误报，首次有效预警相对于攻击目标达成点的平均提前步率为96.7%。结果说明，该方法能够在不使用未来攻击信息的条件下对多数攻击过程形成提前预警，可为低空协同任务中的异常隔离、链路调整和任务重规划提供参考。
针对低空飞行器对高机动性、强干扰环境的适应需求，其惯性导航系统对核心传感单元的精度与可靠性提出了严苛要求。选择光纤陀螺作为惯性导航系统的核心传感单元时，陀螺内部信号处理链路对模/数转换器提出了高速、宽动态范围、小型化及强环境鲁棒性的要求。基于对光纤陀螺中常用的进口ADC芯片AD9245实现国产替换的考虑，设计了一款14位采样精度、40 MSa/s转换速率的流水线模/数转换器，与AD9245相比，设计特色在于：①面向光纤陀螺的应用需求，重点考虑了ADC在复杂环境下的高稳定性及鲁棒性；②将差分输入摆幅与共模电平解耦为两个独立的可调参量，适配不同前端驱动电路，提升ADC在光纤陀螺中的通用性；③设计了覆盖流水线各级偏置电流、采样保持与首级放大器、时钟延时、非交叠时间、片上稳压器及参考电压的全链路模拟域多参数可编程修调机制，可以提升针对不同光路、算法的组合适配性。所设计电路采用130 nm CMOS工艺实现流片验证，测试结果表明：在40 MS/s采样率、输入信号为10 MHz时，模/数转换器的信噪比SNR为65.91 dB，无杂散动态范围SFDR为78.87 dBc，有效位数为10.66，工作时整体功耗为369 mW。所设计的模/数转换器提供了面向光纤陀螺闭环调制系统的国产化方案，可在低空飞行器惯性导航中提供高可靠的数据转换。
飞行控制系统作为机载设备安全关键系统，其余度架构及安全性设计至关重要。研究了国内外民用飞机电传飞行控制系统的余度架构，针对适航安全的共模问题，借鉴空客飞机的终极备份控制系统技术路线，开展轻量化的先进民机飞控系统架构设计，包括终极备份切换控制逻辑和电备份控制计算机。以某型通航无人运输机先进飞控系统架构为对象，以俯仰基本控制功能为例开展安全性分析，最终验证所设计的先进飞控系统架构满足安全性需求。
设计了一种采用28 nm CMOS工艺实现的4~13 GHz可编程分频器。核心可编程分频器由7级多模分频器（MMD）核心（2/3预分频级和6级级联2/3单元）和内嵌固定二分频器构成。7位控制字解码为每个单元的2位配置信号（P1和P2），这些信号同时确定链长和分频操作模式。7级MMD核心实现连续整数分频比n=1~255。固定二分频器将总分频比扩展到2n，即2到510。正交二分频器在核心可编程分频器之后级联，将分频比进一步扩展到4n，即4到1020，并产生四相I/Q信号。所提出的双比特方案为级联链中的最后一个工作单元实现了独立的÷3模式，该模式下末级工作状态由配置字直接指定。PVT仿真验证了电路的鲁棒性。在13 GHz、最大分频比为1020条件下，分频器功耗为6.1 mW，1 kHz偏移处的相位噪声为-165 dBc/Hz。仿真在28 nm CMOS工艺、TT/SS/FF工艺角、-55 ℃/125 ℃/27 ℃温度条件下进行验证。
面向低空起降点、无人机物流节点和园区周界等夜间安防场景，针对单目旋转摄像头周期扫描引起的目标短时不可见、低照度条件下单一视觉线索退化及跨扇区身份连续维护困难，构建了一种夜间全域扫描多模态检测跟踪系统。系统采用四扇区时序覆盖，将颜色/纹理/形状互补表征、自适应加权融合、质量门控、模板更新、跨扇区ID继承及可视化回溯纳入统一闭环。在90°步进角和113°水平视场角条件下，相邻扇区形成约23°重叠区，并在15 s内完成一次360°周期覆盖。融合模块依据归一化置信度分配模态权重，质量门控进一步抑制低置信度模态贡献，并控制每帧模板更新。实验结果表明，系统CLE为28.64、OS为0.574、Precision（跟踪精确率）为0.800、Success（跟踪成功率）为0.720，端到端帧率为10.45。移除纹理模态、PSR/APCE和质量门控后，Success分别降至0.599、0.612和0.652。在20个有效跨扇区目标中，18个正确继承原ID，ID保持率和恢复成功率均为90%，共出现2次ID切换和2次误匹配，验证了系统在夜间大视场监控和低空基础设施地面安全感知中的有效性。
针对空间科学实验载荷高速图像采集输出（33 MHz SPI）与低速 RS422 下行链路存在约 286 倍速率失配的在轨工程难题，面向空间摩擦磨损实验箱设计并实现了一套适配航天资源约束、具备链路故障自恢复能力的邮箱式信用流控低速图像下行传输系统。系统采用数据流包、剩余空间查询信用流控包协同交互架构；实验控制FPGA主控构建SPI接口控制、应用数据邮箱复接、应用数据下行组织三级流水处理架构，成像RK3588端实现数据流突发与信用流控协同发送策略。建立标准化信用流控数学模型，完整推导缓存防溢出约束条件；针对空间在轨链路噪声、线程调度延迟引发流控包丢失、合并导致传输中断问题，设计了心跳续流包、发送端超时主动发送双重高可靠保障机制。实验结果表明：单次SPI发送256字节耗时约为92 μs，稳态发送-流控交互频率约为25 次/s，完整传输一帧 3 MB图像耗时约10 min，全流程缓存无溢出、无传输死锁。该方案已在轨应用于空间摩擦磨损性能实验箱，有效适配空间载荷高速写入与低速读出的巨大速率差，为航天、工业控制等多速率不匹配嵌入式数据传输系统提供了完整工程参考。
针对传统航天测控RapidIO网络中心化配置模式存在的维护成本高、扩展性差等问题，提出一种路由管理与链路配置相解耦的分布式配置架构。在该方案中，中心PPC处理器专职负责全网路由规划，FPGA接收节点作为主控单元，自主完成本地及远端链路参数配置与报文下发。某型航天测控设备实测数据表明，该设计显著降低了系统耦合度，将配置耗时缩短至毫秒级，极大增强了系统容错与动态扩展能力，在大规模异构航天测控系统中具有较高的推广应用价值。
