CN211653645U - 一种小型模块化航空数据链硬件终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型模块化航空数据链硬件终端，包含母板和若干个功能模块，母板的正面布局5个标准VNX连接器槽位，反面布局一个标准FMC连接器槽位，若干个功能模块采用标准尺寸按照预先的配置插到对应的VNX连接器槽位和FMC连接器槽位上，母板为各功能模块提供板间互联实现数据链路的发送和接收。本实用新型达到标准化系统结构、增强功能密度、方便功能扩展以及升级维护的目的。

Description

一种小型模块化航空数据链硬件终端

技术领域

本实用新型属于航空电子信息的无线通信技术，涉及一种小型模块化航空数据链硬件终端，应用于航空无线数据链领域。

背景技术

受航空平台载重量的限制，对数据链终端的尺寸和重量都有严格的限制和要求。因此，硬件终端的小型化、轻量化设计已经成为机载数据链设备发展的趋势。同时，基于可扩展性、可维护性考虑，数据链硬件终端的标准化也是重要考虑因素。

近年来国家在发展航空数据链装备的大力投入与目前我国在该领域很多技术还相对落后，是国内相关研究机构迫切需要解决的矛盾之一。而如何打破国外在该领域技术上的垄断，通过自主创新，提升我国在航空无线通信关键技术领域的综合实力，是促使我们进行研究的主要激励。

发明内容

基于上述背景，本实用新型的发明目的在于提供了一种体积小、可扩展性强的小型模块化航空数据链硬件终端，达到标准化系统结构、增强功能密度、方便功能扩展以及升级维护的目的。

本实用新型的发明目的通过技术方案实现：

一种小型模块化航空数据链硬件终端，包含母板和若干个功能模块；

母板的正面布局5个标准VNX连接器槽位，反面布局一个标准FMC连接器槽位，若干个功能模块采用标准尺寸按照预先的配置插到对应的VNX连接器槽位和FMC连接器槽位上，母板为各功能模块提供板间互联实现数据链路的发送和接收。

优选地，各功能模块包括接口模块、电源模块、通信协议/载荷信息处理模块、信号处理模块、以及采集发送模块；

电源模块负责将终端输入电源转化为其余各功能模块所需输入电源；

接口模块负责与其他外部设备与产品进行数据交互，完成接口数据转换；

通信协议/载荷信息处理模块用于实现任务载荷信号压缩、解压及无线通信网络核心协议算法；

信号处理模块主要完成信号调制、解调，核心信号处理算法及信道编解码处理；

采集发送模块完成待发送数据的调制信号数模变换、滤波、功率放大后输出模拟发送信号，对接收的无线信号进行低噪声放大、模数变换。

优选地，母板上还具有一个维护插座，外部的调试设备通过维护插座连接至插在VNX连接器槽位上的功能模块完成功能模块上软件维护与升级。

本实用新型涉及的一种小型模块化航空数据链硬件终端采用标准模块化设计，即插即用、升级维护方便、用途广泛，可以满足无人机、无人直升机以及直升机等多类航空平台数据链终端的硬件需求。

附图说明

图1为小型标准化航空数据链硬件终端的内部结构示意图。

图2为接口模块的硬件连接关系。

图3为电源模块的硬件连接关系。

图4为通信协议/载荷信息处理模块的硬件连接关系。

图5为信号处理模块的硬件连接关系。

图6为采集发送模块的硬件连接关系

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1所示，本实施例所示的小型模块化航空数据链硬件终端的内部包含母板和若干个功能模块。

母板的正面布局5个标准VNX连接器槽位，反面布局一个标准FMC连接器槽位和一个维护插座。若干个功能模块按照预先的配置插到对应的VNX连接器槽位和FMC连接器槽位上。母板主要实现机箱内各功能模块的板间互联，板间互联涉及四类交互连接：供电连接，基于PCIE总线VNX模块间数据互联；维护调试连接，信号处理模块与采集发送模块间的数字采样信号连接；终端对外的信号连接为射频信号收发；数据连接为控制/状态/载荷数据收发。外部的调试设备通过维护插座连接至插在VNX连接器槽位上的功能模块的调试以太网电路和调试串口电路，完成功能模块的软件维护与升级。

各功能模块的尺寸采用标准化设计，各功能模块间相互配合，完成数据链路的发送和接收。各功能模块的具体功能可以根据具体采用的器件和配置的软件进行调整，仅作为举例说明，本实施例中每功能模块包括接口模块、电源模块、通信协议/载荷信息处理模块、信号处理模块、扩展模块以及采集发送模块等。电源模块、通信协议/载荷信息处理模块、信号处理模块和扩展模块采用标准化尺寸(89mm×75mm×19mm(W×D×H)和89mm×75mm×12.5mm(W×D×H)两种规格)，模块面积约为标准3U模块的40％。采集发送模块采用标准FMC连接器与母板连接。

接口模块负责与其他外部设备与产品进行数据交互，完成接口数据转换。接口模块由音视频接口电路、RS422接口电路、SRIO接口电路以及电源输入接口电路组成，连接器采用弯角连接器焊接在母板上，硬件模块连接关系如图2所示。

电源模块负责将终端输入电源转化为其余各功能模块所需输入电源。电源模块由输入滤波电路、防反接电路、掉电储能电路、DC/DC电路、输出滤波电路和电源输出状态指示电路等硬件模块组成，硬件模块连接关系如图3所示。

通信协议/载荷信息处理模块主要完成音视频、光电/雷达图像等任务载荷信号压缩、解压及无线通信网络核心协议算法(MAC、路由协议等)实现。通信协议/载荷信息处理模块由音视频压缩/解压电路、PCIE协议处理电路、无线通信协议处理电路、调试以太网电路、调试串口电路等硬件模块组成，硬件模块连接关系如图4所示。

信号处理模块主要完成信号调制、解调，核心信号处理算法及信道编解码处理等。信号处理模块由信道编译码电路、数字调制电路、信号解调电路、调试以太网电路、调试串口电路等硬件模块组成，硬件模块连接关系如图5所示。

扩展模块用于灵活按需灵活配置为信号处理或通信协议/载荷信息处理资源，硬件电路相应配置为信号处理或通信协议/载荷信息处理模块硬件电路。

采集发送模块完成待发送数据的调制信号数模变换、滤波、功率放大后输出模拟发送信号，对接收的无线信号进行低噪声放大、模数变换。采集发送模块由数字调制信号数模变换电路、滤波电路、功率放大电路，以及模拟接收信号低噪声放大电路、模数变换电路等硬件模块组成，硬件模块连接关系如图6所示。

小型模块化航空数据链硬件终端模块运行数据/信号处理流向分为发送和接收两个流向。发送流向为：待发送控制/状态/载荷数据由接口模块完成接口数据转换，经过PCIE进入通信协议/载荷信息处理模块完成音视频、光电/雷达图像等任务载荷信号压缩及无线通信网络协议组帧，经过PCIE进入信号处理模块完成信号调制、信道编码处理，经过RF总线进入采集发送模块完成数字调制信号数模变换、滤波、功率放大后输出模拟发送信号。接收流向为：采集发送模块完成模拟接收无线信号低噪声放大、模数变换，经过RF总线进入信号处理模块完成信号解调、信道译码处理，经过PCIE进入通信协议/载荷信息处理模块完成无线通信网络协议解帧，经过PCIE进入接口模块由SRIO、RS422等输出接收数据。

小型标准化航空数据链硬件终端的机箱外壁自然传导散热，同时支持机箱尾部风扇贴面安装扩展，沿风向在机箱外壁预留风道。

Claims (3)

1.一种小型模块化航空数据链硬件终端，包含母板和若干个功能模块，其特征在于：

母板的正面布局5个标准VNX连接器槽位，反面布局一个标准FMC连接器槽位，若干个功能模块采用标准尺寸按照预先的配置插到对应的VNX连接器槽位和FMC连接器槽位上，母板为各功能模块提供板间互联实现数据链路的发送和接收。

2.根据权利要求1所述的一种小型模块化航空数据链硬件终端，其特征在于各功能模块包括接口模块、电源模块、通信协议/载荷信息处理模块、信号处理模块、以及采集发送模块；

电源模块负责将终端输入电源转化为其余各功能模块所需输入电源；

接口模块负责与外部设备进行数据交互，完成接口数据转换；

通信协议/载荷信息处理模块用于实现任务载荷信号压缩、解压及无线通信网络核心协议算法；

信号处理模块主要完成信号调制、解调，核心信号处理算法及信道编解码处理；

采集发送模块完成待发送数据的调制信号数模变换、滤波、功率放大后输出模拟发送信号，对接收的无线信号进行低噪声放大、模数变换。

3.根据权利要求1所述的一种小型模块化航空数据链硬件终端，其特征在于母板上还具有一个维护插座，外部的调试设备通过维护插座连接至插在VNX连接器槽位上的功能模块完成功能模块上软件维护与升级。

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