專利名稱：一種數字陣列雷達的光傳輸系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及雷達制造技術領域，特別涉及一種用于數字陣列雷達天線陣面大容量數據傳輸的光傳輸系統。
背景技術：
數字陣列雷達是以數字波束形成技術產生接收和發射波束的ー種全數字化相控陣雷達。使用時，其天線工作単元與電子方艙單元之間需要進行各種信號的實時傳輸，在實時傳輸中用到的接收和發射通道數量在數百路到數千路之間，且傳輸的信號數據量非常龐大，以接收通道中傳遞的正交數字視頻回波信號為例，毎秒的信號速率高達幾百兆比特甚至幾十吉比持。傳統的信號電纜無法滿足數字陣列雷達對大容量、高數據率信號傳輸的要求。此外，進行機械掃描的雷達在運行過程中，其天線陣面是不斷旋轉的，旋轉的天線 工作単元與后方固定的電子方艙單元之間在進行數據傳輸時還需要借助旋轉關節實現動態的轉接，在這動態轉接的過程中就存在通道傳輸方面的瓶頸問題。尤其是采用傳統的信號電纜進行傳輸的方式，ー則在有限的工作單元間內部難以連接大量的電纜，ニ則在旋轉關節的結構設計上也難以實現。光纖傳輸具有信號帶寬寬、傳輸數據率高、傳輸距離遠、抗電磁干擾性能優良等優點，是替代傳統電纜ー種優選傳輸手段。但是，要將光纖傳輸技術應用到數字陣列雷達上去，首先需要解決的問題依然是旋轉關節的通道瓶頸，即旋轉天線単元中光纖旋轉轉接器(光滑環)。現有的單芯結構的光纖旋轉轉接器成熟度較高，但傳輸的通道有限；多芯結構的光纖旋轉轉接器在實際使用中的可靠性差，難以保證數字陣列雷達收發數據的要求。因此，必須尋找ー種有效方法解決數字陣列雷達光纖傳輸的通道瓶頸，實現天線陣面與設備方艙間信號的實時傳輸。
實用新型內容針對數字陣列雷達天線陣面大容量數據傳輸中存在的上述技術難題，本實用新型提供ー種數字陣列雷達的光傳輸系統，采用單芯光纖以及單芯光纖旋轉轉接器實現雷達旋轉天線単元與電子方艙之間的信號雙向實時傳輸。本實用新型的具體實施方案是—種數字陣列雷達的光傳輸系統，包括天線艙光傳輸模塊100、光纖旋轉轉接器140和電子艙光傳輸模塊200，其具體構造為天線艙光傳輸模塊100由ー塊以上數據復用模塊、兩塊以上的下行波長變換模塊、天線艙光波分復用器130、天線艙上行波長變換模塊150、光功分器160、時鐘變換模塊170、天線艙光端機下行波長變換模塊181、天線艙光端機上行波長變換模塊182組成；其中天線艙光波分復用器130的一端與光纖旋轉轉接器140相連接，另一端分別與天線艙上行波長變換模塊150的數據接進ロ、時鐘變換模塊170的數據接出ロ、天線艙光端機下行波長變換模塊181的數據接出口、天線艙光端機上行波長變換模塊182的數據接出ロ、以及兩個以上的下行波長變換模塊的數據接出ロ相連接；每兩個下行波長變換模塊再與一個數據復用模塊的數據接出ロ相連接；天線艙上行波長變換模塊150的數據接出ロ與光功分器160的數據接進ロ相連接；光功分器160的數據接出ロ再與天線艙光傳輸模塊100內的所有數據復用模塊的數據接入口相連接；數據復用模塊還與天線艙內的收發組件3相連接；時鐘變換模塊170接收天線艙內的頻率源5發出的信號，天線艙光端機下行波長變換模塊181和天線艙光端機上行波長變換模塊182分別接收和輸出天線艙光端機6的信號;電子艙光傳輸模塊200由電子艙光波分復用器210、電子艙上行波長變換模塊230、時鐘接收模塊240、電子艙光端機下行波長變換模塊251、電子艙光端機上行波長變換模塊252、以及兩塊以上電子艙下行波長變換模塊組成；其中，電子艙光波分復用器210的一端與光纖旋轉轉接器140相連接，電子艙光波分復用器210的另一端分別與電子艙上行波長變換模塊230的數據接出口、時鐘接收模塊 240的數據接入ロ、電子艙光端機下行波長變換模塊251的數據接入ロ、電子艙光端機上行波長變換模塊252的數據接出口、以及電子艙下行波長變換模塊的數據接入口相連接；電子艙上行波長變換模塊230的數據接入ロ、時鐘接收模塊240的數據接出ロ、以及電子艙下行波長變換模塊的數據接出ロ再與電子艙內的信號處理組件4相連接；電子艙光端機下行波長變換模塊251的數據接出ロ、電子艙光端機上行波長變換模塊252的數據接入ロ與電子艙內的電子艙光端機7相連接。所述的數據復用模塊有六塊；所述的天線艙內的下行波長變換模塊有十二塊；所述的電子艙下行波長變換模塊有十二塊。所述的天線艙光傳輸模塊100和電子艙光傳輸模塊200內部各模塊間米用光纖連接；天線艙光傳輸模塊100、光纖旋轉轉接器140和電子艙光傳輸模塊200之間分別米用一根單芯光纖連接。所述的光纖旋轉轉接器140為單芯的光纖旋轉轉接器。本實用新型有益的效果是I、數據傳輸容量大可以實現數字陣列雷達高達毎秒幾十吉比特的接收回波數據的實時傳輸；2、傳輸信號種類多涵蓋數字視頻信號、時序控制信號、網絡通訊信號以及有高穩定度要求的系統基準時鐘等多種信號；3、信號旋轉轉接簡潔、可靠。采用單芯的光纖旋轉轉接器140，體積小、可靠性高、傳輸容量大，大大降低了天線旋轉關節的結構設計難度。
圖I為本實用新型的結構示意圖；圖中的序號為天線艙光傳輸模塊100、第一數據復用模塊111、第六數據復用模塊112、第一下行波長變換模塊121、第二下行波長變換模塊122、第十一下行波長變換模塊123、第十二下行波長變換模塊124、天線艙光波分復用器130、光纖旋轉轉接器140、天線艙上行波長變換模塊150、光功分器160、時鐘變換模塊170、天線艙光端機下行波長變換模塊181、天線艙光端機上行波長變換模塊182、電子艙光傳輸模塊200、電子艙光波分復用器210、電子艙第一下行波長變換模塊221、電子艙第十二下行波長變換模塊222、電子艙上行波長變換模塊230、時鐘接收模塊240、電子艙光端機下行波長變換模塊251、電子艙光端機上行波長變換模塊252、收發組件3、信號處理組件4、頻率源5、天線艙光端機6、電子艙光端機7。
具體實施方式
實施例現結合圖I對本實用新型進行說明，本實用新型的結構為ー種數字陣列雷達的光傳輸系統，包括天線艙光傳輸模塊100、光纖旋轉轉接器140和電子艙光傳輸模塊200，其具體構造為天線艙光傳輸模塊100由六塊數據復用模塊、十二塊下行波長變換模塊、天線艙光波分復用器130、天線艙上行波長變換模塊150、光功分器160、時鐘變換模塊170、天線艙光端機下行波長變換模塊181、天線艙光端機上行波長變換模塊182組成；其中天線艙光波分復用器130的一端與光纖旋轉轉接器140相連接，另一端分別與天線艙上行波長變換模塊150的數據接進ロ、時鐘變換模塊170的數據接出ロ、天線艙光端機下行波長變換模塊181的數據接出口、天線艙光端機上行波長變換模塊182的數據接出口、以及十二塊下行波長變換模塊的數據接出口相連接；天線艙光波分復用器130將自光纖旋轉轉接器140傳遞過來的數據信號分束出激光波長在IOOOnm至1800nm之間的16個
相互獨立的激光波束(波長λ I、λ 2、......、λ 16)，十二塊下行波長變換模塊對應其中的12
個激光波束(波長λ 、λ2、……、λ 12);十二塊下行波長變換模塊中，每兩塊下行波長變換模塊為一組，共分為六組，每組下行波長變換模塊的數據接入ロ與ー個數據復用模塊的數據接出ロ相連接，即每個數據復用模塊對應兩個特定波長的激光通道，具體為第一下行波長變換模塊121 ( λ I)和第二下行波長變換模塊122 ( λ 2)與第一數據復用模塊111相連接，依此方式連接，直至對應波長λ 11的第^^一下行波長變換模塊123和對應波長λ 12的第十二下行波長變換模塊124與第六數據復用模塊112相連接；對應波長λ 13的天線艙上行波長變換模塊150的數據接出口與光功分器160的數據接進ロ相連接；光功分器160將接收到的光信號一分為六，分別送給第一數據復用模塊111至第六數據復用模塊112 ;天線艙光傳輸模塊100內的所有數據復用模塊還與天線艙內的收發組件3相連接；時鐘變換模塊170接收天線艙內的頻率源5發出的信號，以波長為λ 14的激光信號送給天線艙光波分復用器130 ;分別接收和輸出天線艙光端機6信號的天線艙光端機下行波長變換模塊181和天線艙光端機上行波長變換模塊182分別對應波長λ 15、波長λ 16。電子艙光傳輸模塊200由電子艙光波分復用器210、電子艙上行波長變換模塊230、時鐘接收模塊240、電子艙光端機下行波長變換模塊251、電子艙光端機上行波長變換模塊252、以及十二塊電子艙下行波長變換模塊組成；其中，電子艙光波分復用器210的一端與光纖旋轉轉接器140相連接，電子艙光波分復用器210的另一端分別與電子艙上行波長轉變模塊230的數據接出口、時鐘接收模塊240的數據接入ロ、電子艙光端機下行波長變換模塊251的數據接入ロ、電子艙光端機上行波長變換模塊252的數據接出ロ、以及十二塊電子艙下行波長變換模塊的數據接入ロ相連接；電子艙光波分復用器210將自光纖旋轉轉接器140傳遞過來的數據信號分束為16個相互獨立的激光波束(分別對應λ I、λ 2、……λ 16)，該激光波束中的12個(波長λ I、入2、……、λ 12)送至電子艙內的12塊下行波長變換模塊，即波長λ I送至電子艙第一下行波長變換模塊221，依次對應連接，波長λ 12送至電子艙第十二下行波長變換模塊222 ；其余4個波長的激光波束則分別與電子艙上行波長變換模塊230 (對應波長λ 13)、時鐘接收模塊240 (對應波長λ 14)、電子艙光端機下行波長變換模塊251 (對應波長λ 15)、電子艙光端機上行波長變換模塊252 (對應波長λ 16)相連接；十二個電子艙下行波長變換模塊的數據接出口、以及電子艙上行波長變換模塊230的數據接入口、時鐘接收模塊240的數據接出ロ再與電子艙內的信號處理組件4相連接；電子艙光端機下行波長變換模塊251的數據接出ロ、電子艙光端機上行波長變換模塊252的數據接入ロ與電子艙內的電子艙光端機7相連接。所述的天線艙光傳輸模塊100和電子艙光傳輸模塊200內部各模塊間米用光纖連接；所述的天線艙光傳輸模塊100、光纖旋轉轉接器140和電子艙光傳輸模塊200之間分別采用ー根單芯光纖連接。所述的光纖旋轉轉接器140為單芯的光纖旋轉轉接器。使用吋，收發組件3發出的低速率正交數字回波光信號首先轉遞到與之相連接的第一數據復用模塊111至第六數據復用模塊112上，經第一數據復用模塊111至第六數據復用模塊112處理后分別加載到波長為λ I λ 12的激光波束上，隨后分別傳遞給與波長λ I λ 12相對應的第一至第十二下行波長變換模塊中，之后該12個激光信號再經過天線艙光波分復用器130、光纖旋轉轉接器140送至電子艙光波分復用器210，電子艙光波分復用器210從復用的信號中分別解出波長為λ λ 12的激光波束,再由與λ λ 12相對應的電子艙第一至第十二下行波長變換模塊接收、波長轉換后傳遞給信號處理組件4。信號處理組件4發出的信號，首先經電子艙上行波長變換模塊230加載到波長為入13的激光波束上，再依次經過電子艙光波分復用器210、光纖旋轉轉接器140送至天線艙光波分復用器130，在天線艙光波分復用器130中解出波長為λ 13的激光波束，再由與入13相對應的天線艙上行波長變換模塊150到達光功分器160，在光功分器160中將該光信號一分為六，分別送給第一數據復用模塊111至第六數據復用模塊112，最后再由這六個數據復用模塊將信號分送給收發組件3。與此同時，天線艙內頻率源5發出的時鐘信號經時鐘變換模塊170加載到波長為入14的激光波束上，再依次經天線艙光波分復用器130、光纖旋轉轉接器140送至電子艙光波分復用器210，在電子艙光波分復用器210中解出波長為λ 14的激光波束，經時鐘接收模塊240波長變換后傳輸給信號處理組件4。天線艙光端機6的下行信號經天線艙光端機下行波長變換模塊181加載到波長為入15的激光波束上，再依次經天線艙光波分復用器130、光纖旋轉轉接器140送至電子艙光波分復用器210,在電子艙光波分復用器210中解出波長為λ 15的激光波束,經電子艙光端機下行波長變換模塊251,傳遞給電子艙光端機7 ;電子艙光端機7的上行信號則經電子艙光端機上行波長變換模塊252加載到波長為λ 16的激光波束上,再依次經過電子艙光波分復用器210、光纖旋轉轉接器140送至天線艙光波分復用器130，在天線艙光波分復用器130中解出波長為λ 16的激光波束，再由天線艙光端機上行波長變換模塊182波長變換后，傳輸給天線艙光端機6。所述的天線艙光傳輸模塊100和電子艙光傳輸模塊200內部各模塊間米用光纖連接；天線艙光傳輸模塊100、光纖旋轉轉接器140和電子艙光傳輸模塊200之間分別米用一根單芯光纖連接。所述的光纖旋轉轉接器140為單芯的光纖旋轉轉接器。
權利要求1.ー種數字陣列雷達的光傳輸系統，包括天線艙光傳輸模塊(100)、光纖旋轉轉接器(140)和電子艙光傳輸模塊(200),其特征在于天線艙光傳輸模塊(100)由ー塊以上數據復用模塊、兩塊以上的下行波長變換模塊、天線艙光波分復用器(130)、天線艙上行波長變換模塊(150)、光功分器(160)、時鐘變換模塊(170)、天線艙光端機下行波長變換模塊(181)、天線艙光端機上行波長變換模塊(182)組成；其中天線艙光波分復用器(130)的一端與光纖旋轉轉接器(140)相連接，另一端分別與天線艙上行波長變換模塊(150)的數據接進ロ、時鐘變換模塊(170)的數據接出口、天線艙光端機下行波長變換模塊(181)的數據接出口、天線艙光端機上行波長變換模塊(182)的數據接進ロ、以及兩個以上的下行波長變換模塊的數據接出ロ相連接；每兩個下行波長變換模塊再與一個數據復用模塊的數據接出口相連接；天線艙上行波長變換模塊(150)的數據接出口與光功分器(160)的數據接進ロ相連接；光功分器(160)的數據接出口再與天線艙光傳輸模塊(100)內的所有數據復用模塊的數據接進ロ相連接；數據復用模塊還與天線艙內的收發組件(3)相連接；時鐘變換模塊(170)接收天線艙內的頻率源(5)發出的信號，天線艙光端機下行波長變換模塊(181)和天線艙光端機上行波長變換模塊(182)分別接收和輸出天線艙光端機(6)的信號；電子艙光傳輸模塊(200)由電子艙光波分復用器(210)、電子艙上行波長變換模塊(230)、時鐘接收模塊(240)、電子艙光端機下行波長變換模塊(251)、電子艙光端機上行波長變 換模塊(252)、以及兩塊以上電子艙下行波長變換模塊組成；其中，電子艙光波分復用器(210)的一端與光纖旋轉轉接器(140)相連接，電子艙光波分復用器(210)的另一端分別與電子艙上行波長變換模塊(230)的數據接出口、時鐘接收模塊(240)的數據接入口、電子艙光端機下行波長變換模塊(251)的數據接入口、電子艙光端機上行波長變換模塊(252)的數據接出口、以及電子艙下行波長變換模塊的數據接入口相連接；電子艙上行波長變換模塊(230)的數據接入口、時鐘接收模塊(240)的數據接出口、以及電子艙下行波長變換模塊的數據接出口再與電子艙內的信號處理組件(4)相連接；電子艙光端機下行波長變換模塊(251)的數據接出口、電子艙光端機上行波長變換模塊(252)的數據接入口與電子艙內的電子艙光端機(7)相連接。
2.如權利要求I所述的ー種數字陣列雷達的光傳輸系統，其特征在于所述的數據復用模塊有六塊；所述的下行波長變換模塊有十二塊；所述的電子艙下行波長變換模塊有十二塊。
3.如權利要求I所述的ー種數字陣列雷達的光傳輸系統，其特征在于所述的天線艙光傳輸模塊(100)和電子艙光傳輸模塊(200)內部各模塊間米用光纖連接；天線艙光傳輸模塊(100)、光纖旋轉轉接器(140)和電子艙光傳輸模塊(200)之間分別米用ー根單芯光纖連接。
4.如權利要求I所述的ー種數字陣列雷達的光傳輸系統，其特征在于所述的光纖旋轉轉接器(140)為單芯的光纖旋轉轉接器。
專利摘要針對現有數字陣列雷達的信號傳輸過程中，采用傳統電纜連接所存在的傳輸數據量小、電纜空間有限、旋轉機構結構復雜的問題，以及現有光纖傳輸技術在雷達信號傳輸過程中存在的單芯光滑環傳輸容量有限、多芯光滑環工作穩定性不足的問題，本實用新型提供一種數字陣列雷達的光傳輸系統，包括天線艙光傳輸模塊(100)、光纖旋轉轉接器(140)和電子艙光傳輸模塊(200)，并依次通過單根的單芯光纖連接。本實用新型的有益效果是數據傳輸容量大，傳輸信號種類多，設備結構簡單、工作穩定性強。
文檔編號H04J14/02GK202652226SQ20122030701
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者胡坤嬌, 趙磊, 鄭世連, 宋秀芬, 夏勇 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所