在衛星雷達系統中那些地方適用于光纖滑環

　　光纖滑環在雷達系統中承擔著旋轉天線端和固定基臺之間的信號傳輸的功能，隨著雷達系統的復雜化，以往形式的電氣滑環由于數據傳輸量的限制而無法滿足系統傳輸需求，但光纖滑環傳輸技術但是，考慮到可靠性和實施性，部分電力信號、中頻信號需要使用傳統的電滑環進行傳輸，因此光電復合滑環應用于現代雷達系統。

　　1 .電滑環和光纖滑環的比較分析

　　1.1滑環

　　滑環通過機械觸點實現旋轉端和固定端的信號連接，其應用范圍廣泛，技術成熟，但該連接方式存在接觸點壓力控制困難的問題，壓力過大，觸點磨損嚴重，壽命下降，轉矩過大。 壓力不足時接觸不可靠，動態電阻變化過大，信號傳輸質量下降。 另外，滑環的體積與數據傳輸量成比例，數據量越多，傳輸線路數越多，體積越大，難以滿足現代雷達的小型化設計要求。

　　1.2光纖滑環

　　光纖環是實現旋轉端和固定端光信號連續傳輸的中樞，是精密的光傳輸器件，現在應用的光纖環有單通道和多渠道的區別，單通道同軸對準許多多通道光纖滑環的實現原理基于道威棱鏡的光傳輸特性，如圖1所示，當道威棱鏡自身的旋轉速度為輸入平行光束繞其旋轉軸旋轉的旋轉速度的一半時，通過道威棱鏡輸出的光束的位置發生變化

　　光纖滑環的旋轉端和固定端的信號傳輸是非接觸式的，沒有磨損的問題，具有長壽命、自由維護等優點。 另外，通過信號處理，光纖環形信道能夠同時混合傳輸模擬信號和數字信號，與電環形相比，傳輸數據量多，信道利用率高。 但是，光纖滑環的傳動精度要求高，安裝復雜，國內只有少數制造商開發了四通道多模光纖滑環的原型，未達到商業應用水平，目前國內使用的多通道

　　2 .某雷達系統中的光纖光電復合滑環

　　2.1雷達數據傳輸對滑環的需求

　　a )光纖通道：三路單模光纖

　　b )中頻信道： 3路(120 M H z )，約2O m W;c )電源通道：三相四線、功率300 kW、地線一環、4 0 A。

　　2.2光纖環形信號傳輸方式

　　光纖環形的典型數據傳輸方式結合光波分復用技術，將不同種類的信號轉換為不同波長的光信號，經過光波復用技術合成為一條光纖，經過光纖環形傳輸后，經過分波技術復原信號。 傳輸方式可以采用雙通道單向傳輸，也可以采用單通道雙向傳輸。 圖2是單通道雙向傳輸的原理圖。 光波分復用技術降低了系統對滑動環路數的要求，但由于需要復雜的光收發模塊和多路分離模塊，所以有時可以使用多通道光纖滑動來傳輸。

　　代替波分復用技術。

　　本雷達系統不采用波分復用技術，使用4信道光纖環形分割復用傳輸，傳輸方案如圖3所示，3信道光信道分別傳輸上行控制指令、下行回波及BIT信息和下行影像信號，剩下的一個

　　2.3組合滑環的結構方案

　　本方案中的四通道光纖滑環經實驗驗證，可以滿足軍品的使用要求，其主要技術指標參照表1，外形尺寸為88mm 156mm，體積小。

　　電氣滑環只需實現3路中頻信號(120 M H z )和300 kW的電力傳輸，所需的環數少，可以用以往的后滑環的設計方法容易地實現。 但是，由于電源的功率比較大，單環需要傳輸電流455A。 采用單觸點單根電纜的設計方案要求觸點大、電纜外徑大。 本提案采用多觸點及四線分流的傳輸方式，通過在滑環的周向上均勻分布多個觸點，在4個方向畫線，有效減小了集電環的外形尺寸。

　　在光電滑環的組合設計中，考慮到減小整體的軸向尺寸，本提案有效利用中心孔，將光纖滑環設置在其內部，概略圖如圖4所示。 系統不采用光纖環，直接適用傳統的電氣環傳輸形式時，需要在原來的傳輸線路上追加180條小信號環。 如圖5所示，根據該要求設計的集電環結構的示意圖與光電復合式集電環相比，軸向尺寸、轉矩大幅度增加。

　　3結束語光電復合式滑環是現代雷達技術向數字化方向發展的必然需要。 與傳統傳輸方式相比，其結構緊湊、體積小、重量輕的特點滿足了現代雷達系統小型化發展的技術要求。 更重要的是解決了現代數字陣列雷達系統巨大數據量的旋轉傳輸問題，光纖滑環傳輸提高了雷達系統的信號傳輸性能，其優勢是不可替代的。 光電復合式滑環將在雷達系統中得到越來越廣泛的應用。