CN115765218A - 一种火箭的无线传输装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种火箭的无线传输装置及系统，所述装置包括：第一控制单元；第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备；本发明的方案实现了非接触、免分离的供电，降低了火箭舱体的设计难度，提高了运载能力和成本。
Description
技术领域
本发明涉及火箭供电技术领域，特别是一种火箭的无线传输装置及系统。
背景技术
现役运载火箭箭地之间均设计有电缆连接，主要用于测试、发射阶段的地面供电、箭地通信，以及一些时序控制信号的传递。一般来说，运载火箭和地面之间会有多根电缆连接，在起飞过程中将电缆进行脱落；地面电缆和火箭之间往往是采用连接器进行连接，由于不同运载火箭箭地之间传输的信号类型、电流大小、通信总线等均不尽相同，所以箭地之间的连接器往往采取定制化设计。
分离连接器一般有两种分离方式，电动分离和机械分离；一般来说，机械分离连接器的可靠性高于电动分离连接器，但是位于火箭侧壁上的脱落连接器时常发生因电机卡死而导致无法脱落的现象。
为了提高火箭侧壁脱落连接器分离的可靠性，地面系统往往还会设计强拖机构，用于电动分离失效情况下的备保措施，为此系统复杂度和成本均将提高。且连接器的重量均较重，单个连接器的重量往往在1~2kg左右，火箭舱体为了安装连接器，需要局部进行加强，也会造成重量增加，成本也较高。最为关键的是，火箭上的分离连接器在火箭飞行过程中全程暴露在空气中，飞行过程中可能会面临大气中湿气、水珠、静电、灰尘等因素的不利影响，对火箭来说是一个较大的安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种火箭的无线传输装置及系统，取消了箭地之间的连接器，解决了由箭地之间的连接器所导致的操作复杂、难度大、时间和人力成本高以及对辅助设备依赖程度高等不足的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种火箭的无线传输装置，应用于发送设备，包括：
第一控制单元；
第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；
第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；
发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；
其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备。
可选的，火箭的无线传输装置，还包括：
第一透传模块，所述第一透传模块与所述第一控制单元电连接；
第一通信线圈，所述第一通信线圈与所述第一透传模块电连接；
其中，所述第一控制单元接收第一数据信号，将所述第一数据信号通过所述第一透传模块进行数据处理，得到第二数据信号，将所述第二数据信号通过所述第一通信线圈发送至接收设备。
可选的，所述第一控制单元，包括：
第一控制器；
第一控制电源，所述第一控制电源的第一端与所述第一电源处理单元电连接，第二端与所述第一控制器电连接；
第一信号采集器，所述第一信号采集器与所述第一控制器电连接。
可选的，所述第一电源处理单元包括：
滤波器；
第一变换器，所述第一变换器的第一端与所述滤波器的第二端电连接；
逆变器，所述逆变器的第一端与所述第一变换器的第二端电连接，所述逆变器的第二端与所述第一谐振网络的第一端电连接；
其中，所述滤波器对输入的第一直流电流进行滤波处理，得到滤波后的第二直流电流，通过第一变换器对滤波后的第二直流电流进行电压变换，得到第三直流电流，所述逆变器对所述第三直流电流进行逆变处理，得到第一交流电流。
本发明还提供一种火箭的无线传输装置，应用于接收设备，包括：
第二控制单元；
第二电源处理单元，所述第二电源处理单元与所述第二控制单元电连接；
第二谐振网络，所述第二谐振网络与所述第二电源处理单元电连接；
接收线圈，所述接收线圈与所述第二谐振网络电连接；
其中，所述接收线圈接收发送设备发送的磁能，通过所述第二谐振网络将所述磁能转换为第二交流电流的电能，所述第二控制单元控制所述第二电源处理单元对所述第二交流电流进行处理，得到目标直流电流。
可选的，火箭的无线传输装置，还包括：
第二透传模块，所述第二透传模块与所述第二控制单元电连接；
第二通信线圈，所述第二通信线圈与所述第二透传模块电连接；
其中，所述第二控制单元接收第三数据信号，将所述第三数据信号通过所述第二透传模块进行数据处理，得到第四数据信号，将所述第四数据信号发送至第二控制单元。
可选的，所述第二控制单元，包括：
第二控制器；
第二控制电源，所述第二控制电源的第一端与所述第二电源处理单元电连接，第二端与所述第二控制器电连接；
第二信号采集器，所述第二信号采集器与所述第二控制器电连接。
可选的，所述第二电源处理单元包括：
整流器，所述整流器的第一端与所述第二谐振网络电连接；
第二变换器，所述第二变换器的第一端与所述整流器的第二端电连接；
输出开关，所述输出开关的第一端与所述第二变换器的第二端电连接；
其中，所述整流器对输入的第二交流电流进行整流处理，得到第四直流电流，通过第二变换器对滤波后的第四直流电流进行电压变换，得到第五直流电流，所述输出开关控制所述第五直流电流对负载设备的供电。
本发明还提供一种火箭的无线传输系统，包括：
发送设备和接收设备；
所述发送设备包括：
第一控制单元；
第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；
第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；
发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；
其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备；
所述接收设备包括：
第二控制单元；
第二电源处理单元，所述第二电源处理单元与所述第二控制单元电连接；
第二谐振网络，所述第二谐振网络与所述第二电源处理单元电连接；
接收线圈，所述接收线圈与所述第二谐振网络电连接；
其中，所述接收线圈接收发送设备发送的磁能，通过所述第二谐振网络将所述磁能转换为第二交流电流的电能，所述第二控制单元控制所述第二电源处理单元对所述第二交流电流进行处理，得到目标直流电流。
可选的，所述发送设备还包括：
第一透传模块，所述第一透传模块与所述第一控制单元电连接；
第一通信线圈，所述第一通信线圈与所述第一透传模块电连接；
其中，所述第一控制单元接收第一数据信号，将所述第一数据信号通过所述第一透传模块进行数据处理，得到第二数据信号，将所述第二数据信号通过所述第一通信线圈发送至接收设备；
所述接收设备还包括：
第二透传模块，所述第二透传模块与所述第二控制单元电连接；
第二通信线圈，所述第二通信线圈与所述第二透传模块电连接；
其中，所述第二控制单元接收第三数据信号，将所述第三数据信号通过所述第二透传模块进行数据处理，得到第四数据信号，将所述第四数据信号发送至第二控制单元。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的上述方案，通过第一控制单元；第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备；取消了箭地之间的连接器，解决了由箭地之间的连接器所导致的操作复杂、难度大、时间和人力成本高以及对辅助设备依赖程度高等不足的问题，实现了非接触、免分离的供电，降低了火箭舱体的设计难度，提高了运载能力和成本。
附图说明
图1是本发明实施例的火箭的无线传输系统的结构示意图；
图2是本发明提供的具体的实施例中LCL-S型谐振拓扑的电路的结构示意图；
图3是本发明提供的具体的实施例中LCL-LCL型谐振拓扑的电路的结构示意图；
图4是本发明提供的具体的实施例中LCC-S型谐振拓扑的电路的结构示意图；
图5是本发明提供的具体的实施例中LCC-LCC型谐振拓扑的电路的结构示意图；
图6是本发明提供的具体的实施例中数据信号的传输流程示意图；
图7是本发明提供的具体的实施例中具有检测和保护电路时的工作流程示意图；
图8是本发明提供的具体的实施例中发送设备与接收设备之间供电的传输流程示意图；
图9是本发明提供的具体的实施例中数据传输回路的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提出一种火箭的无线传输装置，应用于发送设备，包括：
第一控制单元；
第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；
第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；
发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；
其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备。
该实施例中，火箭的无线传输装置应用于发送设备，装置包括：第一控制单元、第一电源处理单元、第一谐振网络以及发射线圈，第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接，第一控制单元用于控制第一电源处理单元对输入的直流电的处理，得到待发送的第一交流电流，通过第一谐振网络和发射线圈将第一交流电流的电能转换为磁能，并以磁能的传输方式发送至接收设备；通过电能转换为磁能，磁能转换为电能的能量变换过程，实现电能与电平信号的无线传输，取消了原有的箭地之间的连接器，解决了由箭地之间的连接器所导致的操作复杂、难度大、时间和人力成本高以及对辅助设备依赖程度高等不足的问题，实现了非接触、免分离的供电，降低了火箭舱体的设计难度，提高了运载能力和成本。
其中，第一电源处理单元、第一谐振网络以及发射线圈可被称作强电部分，可用于将直流电变换为百千赫兹级别的高频交流电；第一控制单元可被称作弱电部分，第一电源处理单元的第二端与第一谐振网络的第一端电连接，第一电源处理单元还可以设置有一物理接口（电源输入接口），该电源输入结构优选为28V的直流电源输入接口，用于接收地面端的直流供电。
值得说明的是，发送设备对应地设置有接收设备，该发送设备优选设置在地面，接收设备优选设置于火箭，应用于接收设备的火箭的无线传输装置包括：
第二控制单元；
第二电源处理单元，所述第二电源处理单元与所述第二控制单元电连接；
第二谐振网络，所述第二谐振网络与所述第二电源处理单元电连接；
接收线圈，所述接收线圈与所述第二谐振网络电连接；
其中，所述接收线圈接收发送设备发送的磁能，通过所述第二谐振网络将所述磁能转换为第二交流电流的电能，所述第二控制单元控制所述第二电源处理单元对所述第二交流电流进行处理，得到目标直流电流；
如图1所示，本发明的实施例中，第二控制单元、第二电源处理单元、第二谐振网络以及接收线圈构成的接收设备的火箭的无线传输装置与发送设备的装置对应，其中，第二电源处理单元、第二谐振网络以及接收线圈为强电部分，第二控制单元为弱电部分，接收线圈通过交变磁场接收发送设备发送的磁能，第二谐振网络将磁能转换为第二交流电，第二控制单元控制第二电源处理单元对第二交流电流进行处理，这里的处理包括将第二交流电转换为直流电，得到目标直流电流；第二电源处理单元的第二端上设置有一物理接口（直流电输出接口），该接口与设置在火箭上的负载设备电连接，用于对该负载设备进行供电。
如图2-5所示，一个具体的实施例中，第一谐振网络和第二谐振网络的选择充分基于火箭的箭地两端的需求而确定，第一谐振网络和第二谐振网构成的复合谐振拓扑是由基本谐振拓扑衍生而来，其补偿元件数量更多，性能更优越；
图2示出了LCL-S型谐振拓扑的电路结构示意图，其中，Lp作为发送线圈，发送线圈Lp、第一电感L1以及第一电容C1构成了第一谐振网络，Ls作为接收线圈，接收线圈Ls、第一补偿电容Cs以及电阻RL构成了第二谐振网络；
图3示出了LCL-LCL型谐振拓扑的电路结构示意图，其中，Lp作为发送线圈，发送线圈Lp、第一电感L1以及第一电容C1构成了第一谐振网络，Ls作为接收线圈，接收线圈Ls、第二电容C2、第二电感L2以及电阻RL构成了第二谐振网络；
图4示出了LCC-S型谐振拓扑的电路结构示意图，其中，Lp作为发送线圈，发送线圈Lp、第一电感L1、第二补偿电容Cp以及第一电容C1构成了第一谐振网络，Ls作为接收线圈，接收线圈Ls、第一补偿电容Cs以及电阻RL构成了第二谐振网络；
图5示出了LCC-LCC型谐振拓扑的电路结构示意图，其中，Lp作为发送线圈，发送线圈Lp、第一电感L1、第二补偿电容Cp以及第一电容C1构成了第一谐振网络，Ls作为接收线圈，接收线圈Ls、第一补偿电容Cs、第二电容C2、第二电感L2以及电阻RL构成了第二谐振网络；
上述图2-5的谐振拓扑的工作特性如下表所示：
表1
根据表1可知，LCC-S型的谐振拓扑的接收端具有恒压输出特性，因此能够空载运行，能更好地满足火箭箭地之间的供电需求。
本发明一可选的实施例中，应用于发送设备的火箭的无线传输装置，还包括：
第一透传模块，所述第一透传模块与所述第一控制单元电连接；
第一通信线圈，所述第一通信线圈与所述第一透传模块电连接；
其中，所述第一控制单元接收第一数据信号，将所述第一数据信号通过所述第一透传模块进行数据处理，得到第二数据信号，将所述第二数据信号通过所述第一通信线圈发送至接收设备。
本发明的实施例中，上述的第一控制单元、第一电源处理单元、第一谐振网络以及发射线圈可实现火箭的箭地之间的无线供电，火箭的无线传输装置还可以包括：第一透传模块以及第一通信线圈，第一透传模块由第一控制单元进行供电，第一控制单元上设置有一通信物理接口（优选为RS422接口），用于与第一通信设备电信号连接，第一控制单元可接收第一通信设备通过通信物理接口传输的第一数据信号，第一透传模块可对该第一数据信号进行数据处理，这里的数据处理包括以下至少一项：数据调制、数据解调、数据加载以及信号捕获；数据处理后得到的第二数据信号通过第一通信线圈发送至接收设备，其中，该第一通信线圈可根据实际需求定制为与发送线圈相对独立的线圈；该第一透传模块以及第一通信线圈与第一控制单元配合，可实现箭地之间的无线信号传输，第一控制单元、第一透传模块以及第一通信线圈构成的信号传输模块，相较于其他通用的无线通信设备，具有安全性高、抗干扰能力强的特点。
值得说明的是，与发送设备第一透传模块和第一通信线圈对应的设置有接收设备的火箭的无线传输装置，本发明一可选的实施例中，接收设备的火箭的无线传输装置还包括：
第二透传模块，所述第二透传模块与所述第二控制单元电连接；
第二通信线圈，所述第二通信线圈与所述第二透传模块电连接；
其中，所述第二控制单元接收第三数据信号，将所述第三数据信号通过所述第二透传模块进行数据处理，得到第四数据信号，将所述第四数据信号发送至第二控制单元。
本发明的实施例中，接收设备的火箭的无线传输装置还包括第二透传模块和第二通信线圈，该第二透传模块以及第二通信线圈与第二控制单元配合，可接收设置在地面的发送设备发送的无线信号，其中，第二通信线圈是与第一通信线圈对应的接收端的通信线圈，第二透传模块由第二控制单元控制供电，第二通信线圈可接收第一通信线圈传输的第三数据信号，第二透传模块可对该第三数据信号进行数据处理，这里的数据处理包括以下至少一项：数据调制、数据解调、数据加载以及信号捕获；数据处理后得到的第四数据信号可发送至第二控制单元，第二控制单元上还设置有一通信物理接口（优选为RS422接口），用于与第二通信设备电信号连接，第二控制单元可将第四数据信号反馈给第二通信设备；
另外，上述的发送设备的第一透传模块、第一通信线圈以及接收设备的第二透传模块、第二通信线圈可实现的数据的双工传输，即数据传输并不仅仅是从发送设备传输至接收设备的，还可以由接收设备反馈至发送设备；
如图1和6所示，一个具体的实施例中，火箭的发送设备和接收设备均包括信号收发单元，发送设备的第一控制电源接收28V的直流供电，第一控制电源用于对第一控制器和第一透传模块进行供电，接收设备的第二控制电源来自发送设备的供电，第二控制电源用于对第二控制器和第二透传模块进行供电；
当第一控制器接收到来自第一通信设备的数据流时，可通过第一控制器隔离通信接口，由第一控制器将接收到的数据流输入至第一透传模块，由第一透传模块对该数据流依次进行数据调制和信息加载处理，将处理后的数据通过第一通信线圈发送至第二通信线圈；第二通信线圈接收到处理后的数据后，会将数据输入第二透传模块，第二透传模块依次进行信息捕获和数据解调处理，得到接收到的数据，将接收到的数据通过第二控制器隔离通信接口，输入至第二通信设备；
由于数据的传输是双工传输，相应地：当第二控制器接收到来自第二通信设备的数据流时，可通过第二控制器隔离通信接口，由第二控制器将接收到的数据流输入至第二透传模块，由第二透传模块对该数据流依次进行数据调制和信息加载处理，将处理后的数据通过第二通信线圈发送至第一通信线圈；第一通信线圈接收到处理后的数据后，会将数据输入第一透传模块，第一透传模块依次进行信息捕获和数据解调处理，得到接收到的数据，将接收到的数据通过第一控制器隔离通信接口，输入至第一通信设备；
这样的数据传输方式具有以下的特点：
（1）信号传输距离具有可控性；火箭的箭地之间近场磁耦合信号强度与传输距离的三次方成反比，一旦超过预设传输距离，箭地之间传输的数据信号会衰减至近乎为零，因此对箭地之间的数据信号传输提供了有限性，从源头上保证了所传输的数据信息的安全性；
（2）信号处理设备的独特性；近场磁耦合信号传输设备是预制的，从信号获取方式上保证了信息的安全性；
（3）抗干扰性设计的难易程度较低；由于磁耦合信号传输载波频率是预设的，可根据干扰源的特征选择合适的通信频率，抗干扰性会更好，更容易保证系统的鲁棒性；
（4）设备间互相干扰的程度较低；近场磁耦合信号传输方式由于距离可控，可以在厘米级别间实现不同设备的零干扰，可以在厘米级别间的短距内让多个设备同时实现同频信号传输；
（5）各设备具有互换性；近场磁耦合信号传输方式在使用过程中不需要设置主从机属性，不需要为不同的信道设置不同的密码，可以大大提高设备的互换性。
本发明一可选的实施例中，所述第一电源处理单元包括：
滤波器；
第一变换器，所述第一变换器的第一端与所述滤波器的第二端电连接；
逆变器，所述逆变器的第一端与所述第一变换器的第二端电连接，所述逆变器的第二端与所述第一谐振网络的第一端电连接；
其中，所述滤波器对输入的第一直流电流进行滤波处理，得到滤波后的第二直流电流，通过第一变换器对滤波后的第二直流电流进行电压变换，得到第三直流电流，所述逆变器对所述第三直流电流进行逆变处理，得到第一交流电流。
本发明的实施例中，第一电源处理单元包括滤波器、第一变换器以及逆变器，其中，滤波器的第一端设置有电源输入接口，滤波器用于对电源输入接口输入的直流电流进行滤波处理，可以抑制电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象，该滤波器优选为EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）滤波器；
为了适应容性、感性和阻性负载，设置第一变换器；第一变换器的第一端与滤波器的第二端电连接，用于将第一电压值的电能转换为第二电压值的电能，即对输入的直流电流进行电压变换处理，由于第一变换器的输入为直流电流，因此，该第一变换器优选为DC/DC变换器；
逆变器的第一端与第一变换器的第二端电连接，第二端与第一谐振网络的第一端电连接，该逆变器优选为DC-HFAC逆变器,用于将第一变换器进行电能转换后的直流电流转换为百千赫兹的高频交流电流，高频交流电流通过逆变器的第二端加载于带第一谐振网络的发射线圈上，与接收设备上的接收线圈激发出交变磁场，通过“电能-磁能-电能”的转换过程，可以实现火箭的地面测发过程中非接触、免分离的供电。
下面对与发送设备的第一电源处理单元对应的接收设备的第二电源处理单元进行说明，本发明一可选的实施例中，所述第二电源处理单元包括：
整流器，所述整流器的第一端与所述第二谐振网络电连接；
第二变换器，所述第二变换器的第一端与所述整流器的第二端电连接；
输出开关，所述输出开关的第一端与所述第二变换器的第二端电连接；
其中，所述整流器对输入的第二交流电流进行整流处理，得到第四直流电流，通过第二变换器对滤波后的第四直流电流进行电压变换，得到第五直流电流，所述输出开关控制所述第五直流电流对负载设备的供电。
本发明的实施例中，第二电源处理单元包括整流器、第二变换器以及输出开关，当接收设备的接收线圈接收耦合磁场内的磁能后，通过第二谐振网络将磁能转换为第二交流电流的电能，并将第二交流电流输入整流器的第一端，该整流器的第二端与第二变换器的第一端电连接，用于将百千赫兹级的高频交流电变换为低压直流电，该整流器优选为HFAC-DC整流器；
第二变换器的第一端与整流器的第二端电连接，用于将第三电压值的电能转换为第四电压值的电能，即对输入的直流电流进行电压变换处理，该第二变换器优选为DC/DC变换器；
输出开关的第一端与第二变换器的第二端电连接，第二端与设置在火箭上的负载设备电连接，用于在接收设备侧控制对负载设备的供电。
其中，在发送设备的第一电源处理单元和接收设备的第二电源处理单元中还可以为了防止过压、过流、过功率和过温对系统造成破坏，设置相应的检测和保护电路；
如图1和7所示，具体的，可基于与检测和保护电路执行如图7所示的工作流程，图1所示的所有模块的电能均来自于输入的28V直流电源，且接收设备的供电依赖于发送设备发射的电能，因此发送设备和接收设备均分为主电和控制电两部分；
为了保障发送设备和接收设备的安全性，低压直流输入电源接入后先启动第一控制电源对发送设备进行自检及初始化，自检及初始化正常后启动第一变换器DC-DC和逆变器DC-HFAC工作，通过发送线圈发射小功率的电能，使接收线圈感应电压，进而驱动接收设备的第二控制电源工作，完成接收设备的自检及初始化，自检及初始化正常后即可分别通过第一控制器和第二控制器进行数据信息传输以及接收设备的第二变换器DC-DC的驱动，进而启动主电工作为负载设备提供电能，其中，若自检及初始化不正常则进行异常保护处理，这样可以防止过压、过流、过功率和过温对箭地供电系统造成破坏。
如图1和8所示，又一具体的实施例中，发送设备设置在地面的控制平台上，接收设备设置在火箭上，为了实现发送设备与接收设备之间的无线供电，在发送设备和接收设备均设置一电能变换单元，具体的：
步骤81，将28V的第一直流电流输入发送设备的电磁干扰（EMI）滤波器进行滤波处理，得到滤波后的第一直流电流；
步骤82，将滤波后的第一直流电流输入第一变换器（DC/DC变换器）进行电压转换处理，得到第二直流电流；
步骤83，对该第二直流电流进行直流转交流的逆变器（DC-HFAC逆变器）进行处理，得到第一交流电流；
步骤84，将第一交流电流通过第一谐振网络进行电能转换为磁能处理，通过发送线圈将磁能在耦合磁场中发送至接收设备的接收线圈；第二谐振网络对接收线圈接收的磁能进行转换，得到第二交流电流；
步骤85，第二谐振网络接收到的第二交流电流输入至交流转直流的整流器（HFAC-DC整流器），得到第三直流电流；
步骤86，将第三直流电流输入第二变换器（DC/DC变换器）进行电压转换处理，得到第四直流电流；该第四直流电流即为负载设备的供电电能，可以通过输出开关控制是否向负载设备供电；
通过上述火箭的箭地之间的无线供电过程，可以实现了非接触、免分离的供电，降低了火箭舱体的设计难度，提高了运载能力和成本。
如图1所示，本发明一可选的实施例中，所述第一控制单元，包括：
第一控制器；
第一控制电源，所述第一控制电源的第一端与所述第一电源处理单元电连接，第二端与所述第一控制器电连接；
第一信号采集器，所述第一信号采集器与所述第一控制器电连接。
本发明的实施例中，第一控制单元为弱电部分，第一控制单元包括第一控制器、第一控制电源以及第一信号采集器，第一控制器由第一控制电源供电，第一控制电源的电流由第一电源处理单元上设置的电源输入接口输入，第一信号采集器可以用于温度、电流以及电压的采集，将采集到的数据信息输入第一控制器，由第一控制器根据第一通信设备的数据信息或第一信号采集器采集到的数据信息控制逆变器和/或控制第一透传模块的输入。
对应地，应用于接收设备的所述第二控制单元，包括：
第二控制器；
第二控制电源，所述第二控制电源的第一端与所述第二电源处理单元电连接，第二端与所述第二控制器电连接；
第二信号采集器，所述第二信号采集器与所述第二控制器电连接。
本发明的实施例中，第二控制单元包括第二控制器、第二控制电源以及第二信号采集器，其中，第二控制器由第二控制电源供电，第二控制电源的电流由整流器的输出提供，第二信号采集器可以用于温度、电流以及电压的采集，将采集到的数据信息输入第二控制器，由第二控制器根据第二通信设备的数据信息或第二信号采集器采集到的数据信息控制逆变器和/或控制第二透传模块的输入。
其中，第一透传模块和第二透传模块之间设置的第一通信线圈和第二通信线圈可以是与发送线圈和接收线圈相同的线圈，也可以是不同的线圈，可根据实际情况而设置。
如图9所示，一个具体的实施例中，火箭测试时，箭地之间通信的需求为不低于1Mbps的通信速率，传统的基于二进制移幅键控法（2ASK），二进制频移键控法（2FSK），二进制移相键控法（2PSK）等的调制解调方案的通信速率通常小于1Mbps无法满足箭地之间的通信需求；而本发明的实施例中采取基于OFDM（Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用技术）调制技术进行数据信息的通信传输，实现了对数据传输速率和安全性的要求；
为了构建数据传输通道，减少数据载波的衰减，优选在原有无线传能系统耦合机构（发送线圈Lp2和接收线圈Ls2）的基础上增加一组信号线圈（第一通信线圈Lp1和第一通信线圈Ls1），并将用于数据发送的各设备与用于数据接收的各设备并联在信号线圈的两端，形成数据传输回路；
如图1所示，其中，用于数据发送的各设备包括第一通信设备、第一控制器、第一信号采集器以及第一透传模块等，用于数据接收的各设备包括第二通信设备、第二控制器、第二信号采集器以及第二透传模块等；
这样，可以在不影响火箭箭地之间高功率的无线供电的情况下，实现数据的安全性传输，实现了电能与数据信号的并行传输。
本发明的实施例通过第一控制单元；第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备，从而解决了由箭地之间的连接器所导致的操作复杂、难度大、时间和人力成本高以及对辅助设备依赖程度高等不足的问题，实现了非接触、免分离的供电，降低了火箭舱体的设计难度，提高了运载能力和成本。
如图1所示，本发明的实施例还提供一种火箭的无线传输装置，应用于接收设备，包括：
第二控制单元；
第二电源处理单元，所述第二电源处理单元与所述第二控制单元电连接；
第二谐振网络，所述第二谐振网络与所述第二电源处理单元电连接；
接收线圈，所述接收线圈与所述第二谐振网络电连接；
其中，所述接收线圈接收发送设备发送的磁能，通过所述第二谐振网络将所述磁能转换为第二交流电流的电能，所述第二控制单元控制所述第二电源处理单元对所述第二交流电流进行处理，得到目标直流电流。
可选的，火箭的无线传输装置，还包括：
第二透传模块，所述第二透传模块与所述第二控制单元电连接；
第二通信线圈，所述第二通信线圈与所述第二透传模块电连接；
其中，所述第二控制单元接收第三数据信号，将所述第三数据信号通过所述第二透传模块进行数据处理，得到第四数据信号，将所述第四数据信号发送至第二控制单元。
可选的，所述第二控制单元，包括：
第二控制器；
第二控制电源，所述第二控制电源的第一端与所述第二电源处理单元电连接，第二端与所述第二控制器电连接；
第二信号采集器，所述第二信号采集器与所述第二控制器电连接。
可选的，所述第二电源处理单元包括：
整流器，所述整流器的第一端与所述第二谐振网络电连接；
第二变换器，所述第二变换器的第一端与所述整流器的第二端电连接；
输出开关，所述输出开关的第一端与所述第二变换器的第二端电连接；
其中，所述整流器对输入的第二交流电流进行整流处理，得到第四直流电流，通过第二变换器对滤波后的第四直流电流进行电压变换，得到第五直流电流，所述输出开关控制所述第五直流电流对负载设备的供电。
需要说明的是，该应用于接收设备的装置是与上述应用于发送设备的装置对应的装置，上述应用于发送设备的装置实施例中的所有实现方式均适用于该应用于接收设备的装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
如图1所示，本发明的实施例还提供一种火箭的无线传输系统，包括：
发送设备和接收设备；
所述发送设备包括：
第一控制单元；
第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；
第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；
发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；
其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备；
所述接收设备包括：
第二控制单元；
第二电源处理单元，所述第二电源处理单元与所述第二控制单元电连接；
第二谐振网络，所述第二谐振网络与所述第二电源处理单元电连接；
接收线圈，所述接收线圈与所述第二谐振网络电连接；
其中，所述接收线圈接收发送设备发送的磁能，通过所述第二谐振网络将所述磁能转换为第二交流电流的电能，所述第二控制单元控制所述第二电源处理单元对所述第二交流电流进行处理，得到目标直流电流。
可选的，所述发送设备还包括：
第一透传模块，所述第一透传模块与所述第一控制单元电连接；
第一通信线圈，所述第一通信线圈与所述第一透传模块电连接；
其中，所述第一控制单元接收第一数据信号，将所述第一数据信号通过所述第一透传模块进行数据处理，得到第二数据信号，将所述第二数据信号通过所述第一通信线圈发送至接收设备；
所述接收设备还包括：
第二透传模块，所述第二透传模块与所述第二控制单元电连接；
第二通信线圈，所述第二通信线圈与所述第二透传模块电连接；
其中，所述第二控制单元接收第三数据信号，将所述第三数据信号通过所述第二透传模块进行数据处理，得到第四数据信号，将所述第四数据信号发送至第二控制单元。
需要说明的是，该系统是与上述应用于发送设备的装置以及应用于接收设备的装置对应的系统，上述应用于发送设备的装置以及应用于接收设备的装置实施例中的所有实现方式均适用于该系统的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种火箭的无线传输装置，其特征在于，应用于发送设备，包括：
第一控制单元；
第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；
第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；
发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；
其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备。
2.根据权利要求1所述的火箭的无线传输装置，其特征在于，还包括：
第一透传模块，所述第一透传模块与所述第一控制单元电连接；
第一通信线圈，所述第一通信线圈与所述第一透传模块电连接；
其中，所述第一控制单元接收第一数据信号，将所述第一数据信号通过所述第一透传模块进行数据处理，得到第二数据信号，将所述第二数据信号通过所述第一通信线圈发送至接收设备。
3.根据权利要求1所述的火箭的无线传输装置，其特征在于，所述第一控制单元，包括：
第一控制器；
第一控制电源，所述第一控制电源的第一端与所述第一电源处理单元电连接，第二端与所述第一控制器电连接；
第一信号采集器，所述第一信号采集器与所述第一控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的火箭的无线传输装置，其特征在于，所述第一电源处理单元包括：
滤波器；
第一变换器，所述第一变换器的第一端与所述滤波器的第二端电连接；
逆变器，所述逆变器的第一端与所述第一变换器的第二端电连接，所述逆变器的第二端与所述第一谐振网络的第一端电连接；
其中，所述滤波器对输入的第一直流电流进行滤波处理，得到滤波后的第二直流电流，通过第一变换器对滤波后的第二直流电流进行电压变换，得到第三直流电流，所述逆变器对所述第三直流电流进行逆变处理，得到第一交流电流。
5.一种火箭的无线传输装置，其特征在于，应用于接收设备，包括：
第二控制单元；
第二电源处理单元，所述第二电源处理单元与所述第二控制单元电连接；
第二谐振网络，所述第二谐振网络与所述第二电源处理单元电连接；
接收线圈，所述接收线圈与所述第二谐振网络电连接；
其中，所述接收线圈接收发送设备发送的磁能，通过所述第二谐振网络将所述磁能转换为第二交流电流的电能，所述第二控制单元控制所述第二电源处理单元对所述第二交流电流进行处理，得到目标直流电流。
6.根据权利要求5所述的火箭的无线传输装置，其特征在于，还包括：
第二透传模块，所述第二透传模块与所述第二控制单元电连接；
第二通信线圈，所述第二通信线圈与所述第二透传模块电连接；
其中，所述第二控制单元接收第三数据信号，将所述第三数据信号通过所述第二透传模块进行数据处理，得到第四数据信号，将所述第四数据信号发送至第二控制单元。
7.根据权利要求5所述的火箭的无线传输装置，其特征在于，所述第二控制单元，包括：
第二控制器；
第二控制电源，所述第二控制电源的第一端与所述第二电源处理单元电连接，第二端与所述第二控制器电连接；
第二信号采集器，所述第二信号采集器与所述第二控制器电连接。
8.根据权利要求5所述的火箭的无线传输装置，其特征在于，所述第二电源处理单元包括：
整流器，所述整流器的第一端与所述第二谐振网络电连接；
第二变换器，所述第二变换器的第一端与所述整流器的第二端电连接；
输出开关，所述输出开关的第一端与所述第二变换器的第二端电连接；
其中，所述整流器对输入的第二交流电流进行整流处理，得到第四直流电流，通过第二变换器对滤波后的第四直流电流进行电压变换，得到第五直流电流，所述输出开关控制所述第五直流电流对负载设备的供电。
9.一种火箭的无线传输系统，其特征在于，包括：
发送设备和接收设备；
所述发送设备包括：
第一控制单元；
第一电源处理单元，所述第一电源处理单元与所述第一控制单元电连接；
第一谐振网络，所述第一谐振网络与所述第一电源处理单元电连接；
发射线圈，所述发射线圈与所述第一谐振网络电连接；
其中，所述第一控制单元控制所述第一电源处理单元对输入的直流电流进行处理，得到待发送的第一交流电流，通过所述第一谐振网络对所述第一交流电流进行处理，并通过所述发射线圈将处理后的所述第一交流电流的电能转换为磁能发送至接收设备；
所述接收设备包括：
第二控制单元；
第二电源处理单元，所述第二电源处理单元与所述第二控制单元电连接；
第二谐振网络，所述第二谐振网络与所述第二电源处理单元电连接；
接收线圈，所述接收线圈与所述第二谐振网络电连接；
其中，所述接收线圈接收发送设备发送的磁能，通过所述第二谐振网络将所述磁能转换为第二交流电流的电能，所述第二控制单元控制所述第二电源处理单元对所述第二交流电流进行处理，得到目标直流电流。
10.根据权利要求9所述的火箭的无线传输系统，其特征在于，所述发送设备还包括：
第一透传模块，所述第一透传模块与所述第一控制单元电连接；
第一通信线圈，所述第一通信线圈与所述第一透传模块电连接；
其中，所述第一控制单元接收第一数据信号，将所述第一数据信号通过所述第一透传模块进行数据处理，得到第二数据信号，将所述第二数据信号通过所述第一通信线圈发送至接收设备；
所述接收设备还包括：
第二透传模块，所述第二透传模块与所述第二控制单元电连接；
第二通信线圈，所述第二通信线圈与所述第二透传模块电连接；
其中，所述第二控制单元接收第三数据信号，将所述第三数据信号通过所述第二透传模块进行数据处理，得到第四数据信号，将所述第四数据信号发送至第二控制单元。
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