CN110988826A - 多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构 - Google Patents

多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，包括电/光转换器、光延迟/直通模块、光/电转换器、控制器，电/光转换器连接光延迟/直通模块输入端，光延迟/直通模块输出端连接光/电转换器，控制器连接并控制光延迟/直通模块；光延迟/直通模块由多个光延迟/直通单元串联组成；延迟/直通单元包括两个光开关和单模光纤，两个光开关分别为入口光开关和出口光开关；延迟/直通单元内设有两个通道，一个通道是延迟通道：入口光开关连接单模光纤再连接出口光开关；另一个通道是直通通道：入口光开关直接连接出口光开关。本发明的无线电高度模拟量值准确度较高，能够满足高性能无线电高度模拟器的设计使用需求。

Description

多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构
技术领域
本发明属于机载设备检测技术领域，涉及多用途飞机无线电高度表检测装置，特别涉及一种多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构。
背景技术
无线电高度模拟器是一种多用途飞机无线电高度表检测装置中必不可少的重要功能设备或部件。其作用主要是为无线电高度表的检测提供符合一定要求的无线电高度量值模拟环境，主要通过无线电信号延迟机构，对无线电高度表收发机发射信号进行输入、输出精确延迟，并通过公式H＝T·c/2(c为光速)计算该延迟时间T所反映的无线电高度模拟量值H。无线电高度模拟器对无线电信号输入、输出的延迟时间特性即反映了其能够提供的无线电高度量值模拟环境特性。
现有无线电高度模拟器延迟线结构普遍采用同轴电缆、声体波或声表波、FPGA等延迟技术实现。在无线电信号延迟作用方面，主要存在受衰减和干扰影响大、工作频带不足等缺陷，实现的无线电高度量值模拟环境在量值和调节范围、精度指标方面均存在一定的功能性能缺陷，不满足多用途飞机高性能无线电高度模拟器的设计使用需要。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，主要采用微波光纤延迟技术实现，对无线电信号的延迟频带作用宽、量值范围大、准确度高、抗干扰能力好，结构简单、制作调试简便，能够满足高性能无线电高度模拟器的设计使用需求。
本发明的技术方案是：多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，包括电/光转换器、光延迟/直通模块、光/电转换器、控制器，电/光转换器连接光延迟/直通模块输入端，光延迟/直通模块输出端连接光/电转换器，控制器连接并控制光延迟/直通模块；光延迟/直通模块由多个光延迟/直通单元串联组成。
进一步的，延迟/直通单元包括两个光开关和单模光纤，两个光开关分别为入口光开关和出口光开关；延迟/直通单元内设有两个通道，一个通道是延迟通道：入口光开关连接单模光纤再连接出口光开关；另一个通道是直通通道：入口光开关直接连接出口光开关。
进一步的，延迟/直通单元的数量和各个延迟/直通单元的单模光纤的长度根据无线电高度模拟量值范围和准确度需求设定。
进一步的，控制器分别控制每一个延迟/直通单元选择连通延迟通道或直通通道。
进一步的，光延迟/直通单元有14个，分别为第一光延迟/直通单元、第二光延迟/直通单元～第十四光延迟/直通单元。
进一步的，第一延迟/直通单元至第十四延迟/直通单元的单模光纤依次为0.5m、1m、2m、2m、5m、20m、20m、50m、200m、200m、500m、2000m、2000m、5000m。
进一步的，还包括控制线，控制器通过控制线分别连接第一光延迟/直通单元至第十四光延迟/直通单元。
进一步的，控制器根据无线电延迟的高度模拟需求，通过控制线对各个延迟/直通单元进行不同的“延迟”、“直通”状态电控组合，实现0.5m～10000m范围可调的无线电高度模拟量。
本发明的优点是：
由于其光延迟/直通单元内部的光纤长度能够通过简单的制造调试手段达到较高的信号延迟准确度，实现的无线电高度模拟量值准确度较高，能够满足高性能无线电高度模拟器的设计使用需求，在多用途飞机无线电高度表检测技术中具有较高的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构原理示意图；
图2是本发明的光延迟/直通单元的内部结构原理示意图；
其中，1—电/光转换器；2—第一光延迟/直通单元；3—第二光延迟/直通单元；……；15—第十四光延迟/直通单元；16—光/电转换器；17—控制器；18—控制线。19—入口光开关；20—单模光纤；21—出口光开关。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
本发明的多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，包括电/光转换器1、光延迟/直通模块、光/电转换器16、控制器17，电/光转换器1连接光延迟/直通模块输入端，光延迟/直通模块输出端连接光/电转换器16，控制器17连接并控制光延迟/直通模块；光延迟/直通模块由多个光延迟/直通单元串联组成。
延迟/直通单元包括两个光开关和单模光纤20，两个光开关分别为入口光开关19和出口光开关21；延迟/直通单元内设有两个通道，一个通道是延迟通道：入口光开关19连接单模光纤20再连接出口光开关21；另一个通道是直通通道：入口光开关19直接连接出口光开关21。
各个延迟/直通单元的单模光纤20的长度根据无线电高度模拟量值范围和准确度需求设定。
例如，光延迟/直通单元有14个，分别为第一光延迟/直通单元2、第二光延迟/直通单元3～第十四光延迟/直通单元15。第一延迟/直通单元2至第十四延迟/直通单元15的单模光纤20依次为0.5m、1m、2m、2m、5m、20m、20m、50m、200m、200m、500m、2000m、2000m、5000m。控制器17通过控制线18分别连接和控制第一光延迟/直通单元2至第十四光延迟/直通单元15。控制器17根据无线电延迟的高度模拟需求，通过控制线18对各个延迟/直通单元进行不同的“延迟”、“直通”状态电控组合，实现0.5m～10000m范围可调的无线电高度模拟量。
下面结合附图说明本发明的另一个实施例。
多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，包括：电/光转换器1、光延迟/直通模块内部各延迟/直通单元2～15、光/电转换器16、控制器17和控制线18，光延迟/直通模块内部各延迟/直通单元2～15内部均包含光开关19、光开关21和单模光纤20。电/光转换器1、光信号延迟/直通模块内部各延迟/直通单元2～15、光/电转换器16之间通过光路器件或单模光纤进行连接。
如图1、图2所示，多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其工作原理在于：电/光转换器1将输入的无线电射频信号转换为光信号后，逐级输出到光延迟/直通模块内部各光延迟/直通单元2～15，完成一定的时间延迟后输出到光/电转换器16转换恢复成无线电射频信号，从而实现一定无线电延迟的高度模拟作用；根据光信号通过光纤传输的时间延迟公式T＝L·nθ/c和无线电高度表测高原理公式H＝c·T/2(注：T为延迟时间，L为光纤长度，nθ为纤芯折射率，c为光速，H为无线电模拟高度)，光延迟/直通单元2～15内部的单模光纤20采用不同的长度，使各单元在“延迟”和“直通”两种通道模式下分别实现0.5m、1m、2m、2m、5m、20m、20m、50m、200m、200m、500m、2000m、2000m、5000m和均为0m的无线电高度模拟量，各光延迟/直通单元内部的入口光开关19、出口光开关21由控制器17通过控制线18进行不同的“延迟”、“直通”状态电控组合，从而实现0.5m～10000m范围可调的无线电高度模拟量。
本发明的光延迟/直通单元的数量以及各单元内部的单模光纤(20)长度可根据无线电高度模拟量值范围和准确度需求进行增减和调整，也就是不仅限于14个光延迟/直通单元，各光延迟/直通单元所能调整的无线电高度模拟量也不仅限于0.5m到10000m，如果需求简单，2个光延迟/直通单元也可以，如果需求复杂，超过50个光延迟/直通单元也可以。

Claims (8)

1.多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其特征在于，包括电/光转换器(1)、光延迟/直通模块、光/电转换器(16)、控制器(17)，电/光转换器(1)连接光延迟/直通模块输入端，光延迟/直通模块输出端连接光/电转换器(16)，控制器(17)连接并控制光延迟/直通模块；光延迟/直通模块由多个光延迟/直通单元串联组成。
2.根据权利要求1所述的多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其特征在于，所述的延迟/直通单元包括两个光开关和单模光纤(20)，两个光开关分别为入口光开关(19)和出口光开关(21)；延迟/直通单元内设有两个通道，一个通道是延迟通道：入口光开关(19)连接单模光纤(20)再连接出口光开关(21)；另一个通道是直通通道：入口光开关(19)直接连接出口光开关(21)。
3.根据权利要求2所述的多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其特征在于，所述的延迟/直通单元的数量和各个延迟/直通单元的单模光纤(20)的长度根据无线电高度模拟量值范围和准确度需求设定。
4.根据权利要求2所述的多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其特征在于，所述的控制器(17)分别控制每一个延迟/直通单元选择连通延迟通道或直通通道。
5.根据权利要求2所述的多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其特征在于，所述的光延迟/直通单元有14个，分别为第一光延迟/直通单元(2)、第二光延迟/直通单元(3)～第十四光延迟/直通单元(15)。
6.根据权利要求5所述的多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其特征在于，所述的第一延迟/直通单元(2)至第十四延迟/直通单元(15)的单模光纤(20)依次为0.5m、1m、2m、2m、5m、20m、20m、50m、200m、200m、500m、2000m、2000m、5000m。
7.根据权利要求6所述的多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其特征在于，还包括控制线(18)，控制器(17)通过控制线(18)分别连接第一光延迟/直通单元(2)至第十四光延迟/直通单元(15)。
8.根据权利要求7所述的多用途飞机无线电高度模拟器光纤延迟线结构，其特征在于，控制器(17)根据无线电延迟的高度模拟需求，通过控制线(18)对各个延迟/直通单元进行不同的“延迟”、“直通”状态电控组合，实现0.5m～10000m范围可调的无线电高度模拟量。
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