CN117527054A - 一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，包括射频信号光电双链路备份组件，所述备份组件包括光链路、电链路以及光开关，所述电链路中射频电输入通过射频电光装换模块在光开关中形成第一光通道，所述光链路中射频光输入通过光分路器分成两组光输入分路，一组光输入分路在光开关中形成第二光通道，另一组光输入进行PD探测器组件光电转换，通过电压比较器后送入MCU进行判断；所述射频光输入和射频电输入为冗余备份模式且以射频光输入为主导，光链路下MCU断开射频电光转换模块进而阻断第二光通道，同时MCU控制光开关切换到第二光通道进行传输；光链路通信不良下MCU开启射频电光转换模块并控制光开关切换到第一光通道进行传输。
Description
技术领域
本发明属于雷达通信***技术领域，尤其涉及一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***。
背景技术
众所周知，衡量雷达通信***的众多指标中，探测距离是其中重要一项，除了与发射功率，前端孔径等相关外，接收链路的噪声系数也至关重要，另一方面，目标分辨能力与接收链路的压缩动态范围紧密相关。但是随着雷达和电子战一体化融合发展的深入，电磁环境的复杂性进一步提升，为对各类信息进行快速获取、综合处理和灵活相应，在时间资源相对固定的前提下增加频率资源使***具有高带宽性能成为重中之重。
雷达通信***需要实现多路以太网交换，在交换的过程中，由于传输***数据吞吐量及干扰性等问题，现有技术中采用单一的光链路传输和单一的电链路传输都容易出现设备的射频链路通信不良的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题，提出如下技术方案：
一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，包括射频信号光电双链路备份组件，所述备份组件包括光链路、电链路以及光开关，所述电链路中射频电输入通过射频电光装换模块在光开关中形成第一光通道，所述光链路中射频光输入通过光分路器分成两组光输入分路，一组光输入分路在光开关中形成第二光通道，另一组光输入进行PD探测器组件光电转换，通过电压比较器后送入MCU进行判断；
所述射频光输入和射频电输入为冗余备份模式且以射频光输入为主导，光链路下MCU断开射频电光转换模块进而阻断第二光通道，同时MCU控制光开关切换到第二光通道进行传输；光链路通信不良下MCU开启射频电光转换模块并控制光开关切换到第一光通道进行传输。
作为上述技术方案的优选，所述***还包括上***和下***，且上***和下***通过光纤实现双向信号透传。
作为上述技术方案的优选，所述上***通过SFP光模块将输入多路RS422信号、雷达DBF数据、多路USB2.0信号、多路千兆网信号及射频信号进行电光转换。
作为上述技术方案的优选，所述多路RS422信号通过RS422驱动芯片和串化器解串器和SFP光模块进行电光转换；
所述多路千兆网信号通过网络变压器和PHY物理层芯片和SFP光模块进行电光转换；
所述雷达DBF数据通过多模光模块和SFP光模块进行电光转换；
所述多路USB2.0信号通过USB驱动芯片和FPGA和SFP光模块进行电光转换。
作为上述技术方案的优选，所述射频信号包括射频输入和射频输出，所述上***通过光衰减器、光电探测器以及数控衰减模块进行射频输出，射频输入是通过EDFA光放大、射频电光转换模块以及低噪声相位放大器。
作为上述技术方案的优选，所述下***通过SFP光模块将输入多路RS422信号、雷达DBF数据、多路USB2.0信号、多路千兆网信号及射频信号进行电光转换。
作为上述技术方案的优选，所述下***中多路千兆网信号通过多组网络变压器、网络交换芯片以及PHY物理层芯片和SFP光模块进行电光转换。
本发明的有益效果为：
1、本发明中射频光信号来源于驾驶舱主探测雷达，优先级最高，从雷达设备在接收到主探测雷达发射的雷达指令后进行相应的雷达探测动作。在本设计中，为提高***的可靠性，采用电光冗余备份的传输方式，下游从雷达设备能够监控主探测设备光链路状态，一旦发现主探测设备射频链路的通信不良，从设备雷达自动切换至自身射频电信号传输完成对下游控制设备的控制，从而提升整个***的传输可靠性。
2、本发明采用射频信号传输的方式，可以实现高带宽射频信号的数字化，在卫星地面站、宽带微波通信、雷达上可以将大量变频解调设备部署在前端完成数字化后在进行光纤传输，具有数字属性、传输可靠、性能高、可再生、组网方便等诸多优势。
附图说明
图1示出的是本发明的原理框图；
图2示出的是本发明中射频信号光电双链路备份组件局部原理框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，包括射频信号光电双链路备份组件，备份组件包括光链路、电链路以及光开关，电链路中射频电输入通过射频电光装换模块在光开关中形成第一光通道，光链路中射频光输入通过光分路器分成两组光输入分路，一组光输入分路在光开关中形成第二光通道，另一组光输入进行PD探测器组件光电转换，通过电压比较器后送入MCU进行判断；
射频光输入和射频电输入为冗余备份模式且以射频光输入为主导，光链路下MCU断开射频电光转换模块进而阻断第二光通道，同时MCU控制光开关切换到第二光通道进行传输；光链路通信不良下MCU开启射频电光转换模块并控制光开关切换到第一光通道进行传输。
该通信***分为上下***两台设备，通过一根光纤完成上下***双向信号透传。上***通过光模块将输入多路RS422控制信号、雷达下行DBF数据、USB2.0下行传输、多路以太网下行传输及射频信号下行传输信号进行电光转换，不同传输信号种类采用不同的光波长，最后通过波分复用的形式进行光纤传输。同理，上***通过光模块将波分复用上行信号进行光电转换，再通过解串器，FPGA等芯片恢复出上行不同种类的信号。
下***采用光模块对上***传输的下行信号进行光电转换，与上***不同的是，下***需要对上***下行的以太网信号及下***输入的以太网电信号进行交换，采用面板特定网口对多路以太网进行访问。下***通过光模块对于其他种类信号进行光电转换通过面板电接口连接到指定的设备。上下***面板预留有数据上报以太网接口，通过网络数据上报方式完成上位机的监控功能。
传输6路千兆光以太网信号与网络***互连，实现驾驶舱主探测雷达对互连***设备的控制。在收到驾驶舱传输的通信命令及状态监测等信号后，从***设备启动以太网交换机与下游控制设备进行通信从而完成整个***控制；四路USB2.0完成对雷达转塔的日志采集并利用光通信传输至从雷达信号室完成对雷达转塔的日志监测与故障预警。
数字模拟信号分别通过不同的信号处理方式，上***中射频信号通过低噪放，射频电光转换模块，光放大方式将射频电信号转换为光信号，射频输出则采用衰减器加射频光电探测器方式实现射频信号光电转换，其中，射频电光/光电转换模块均采用射频光模块进行信号转换处理。针对数字信号，将多路RS422信号、以太网信号、USB2.0信号、雷达DBF信号通过不同的信号处理方式进行处理然后通过光模块进行电光转换。最后，将不同波长的模拟，数字信号进行波分复用，通过一根单模光纤传输到下***。
下***对上***输出的波分复用光信号进行解波分复用，对于射频信号，采用射频光信号与电信号冗余备份模式设计，主要用于时钟组网备份设计使用。
其原理为：射频光输入和射频电输入为冗余备份模式且以射频光输入为主导，光链路下MCU断开射频电光转换模块进而阻断第二光通道，同时MCU控制光开关切换到第二光通道进行传输；光链路通信不良下MCU开启射频电光转换模块并控制光开关切换到第一光通道进行传输。
下***中对于多路以太网信号采用交换模块，对千兆网电信号及光信号通过不同处理方式送入网络交换芯片处理，实现有限网口访问多路千兆以太网。其他信号分别经解波分复用形式进行光电转换恢复出上***传输的电信号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。
Claims (7)
1.射频信号光电双链路备份组件，其特征在于，包括光链路、电链路以及光开关，所述电链路中射频电输入通过射频电光装换模块在光开关中形成第一光通道，所述光链路中射频光输入通过光分路器分成两组光输入分路，一组光输入分路在光开关中形成第二光通道，另一组光输入进行PD探测器组件光电转换，通过电压比较器后送入MCU进行判断；
所述射频光输入和射频电输入为冗余备份模式且以射频光输入为主导，光链路下MCU断开射频电光转换模块进而阻断第二光通道，同时MCU控制光开关切换到第二光通道进行传输；光链路通信不良下MCU开启射频电光转换模块并控制光开关切换到第一光通道进行传输。
2.根据权利要求1所述的一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，其特征在于，所述***包括射频信号光电双链路备份组件，所述***还包括上***和下***，且上***和下***通过光纤实现双向信号透传。
3.根据权利要求2所述的一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，其特征在于，所述上***通过SFP光模块将输入多路RS422信号、雷达DBF数据、多路USB2.0信号、多路千兆网信号及射频信号进行电光转换。
4.根据权利要求3所述的一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，其特征在于，所述多路RS422信号通过RS422驱动芯片和串化器解串器和SFP光模块进行电光转换；
所述多路千兆网信号通过网络变压器和PHY物理层芯片和SFP光模块进行电光转换；
所述雷达DBF数据通过多模光模块和SFP光模块进行电光转换；
所述多路USB2.0信号通过USB驱动芯片和FPGA和SFP光模块进行电光转换。
5.根据权利要求3所述的一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，其特征在于，所述射频信号包括射频输入和射频输出，所述上***通过光衰减器、光电探测器以及数控衰减模块进行射频输出，射频输入是通过EDFA光放大、射频电光转换模块以及低噪声相位放大器。
6.根据权利要求2所述的一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，其特征在于，所述下***通过SFP光模块将输入多路RS422信号、雷达DBF数据、多路USB2.0信号、多路千兆网信号及射频信号进行电光转换。
7.根据权利要求6所述的一种射频信号电光备份设计的数字模拟混合***，其特征在于，所述下***中多路千兆网信号通过多组网络变压器、网络交换芯片以及PHY物理层芯片和SFP光模块进行电光转换。
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