[实用新型]单轴旋转惯导信号传输装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及惯性导航系统设计技术领域，特别涉及一种单轴旋转惯导信号传输装置。

背景技术

为了提高惯性导航系统的精度，一般采用旋转惯导技术以补偿惯性元件漂移对导航精度的影响。该技术相当于在惯导系统的外部添加旋转和控制机构，使惯性元件在惯导系统的一个转动周期内产生的常值漂移与导航产生的误差相互抵消。然而目前该旋转惯导技术中普遍采用的用以传输供电信号和数据信号的导电滑环在旋转时电刷触点与环体接触并产生摩擦，因而导致采用该技术的旋转惯导系统具有寿命低、抗电磁干扰差、信号传输带宽窄等问题，愈发不能适应设备发展的需要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种采用无线光通信以实现非接触的信号传输的单轴旋转惯导信号传输装置。

为解决上述问题，本实用新型提出一种单轴旋转惯导信号传输装置，旋转惯导系统的固定端以及旋转端均设置有信号转换模块；所述固定端处的信号转换模块与旋转端处的信号转换模块为无线光通信连接；所述信号转换模块设置有电/光转换单元以及光/电转换单元以实现光信号与电信号之间的相互转换。

具体的，所述信号转换模块通过所述电/光转换单元将电信号转换为光信号进行传输，所述信号转换模块通过所述光/电转换单元将接收到的光信号转换为电信号。

优选的，本实用新型的单轴旋转惯导信号传输装置还包括发射天线以及接收天线用以对光信号进行发射及接收。

优选的，所述发射天线设置于所述电/光转换单元输出端，所述发射天线包括凹透镜，用以对光束扩束、保证该光束以一定的发散角发射；所述接收天线设置于所述光/电转换单元输入端，所述接收天线包括凸透镜以及滤光片，用以对接收到的光束聚拢并滤波，可以将所述凸透镜以及滤光片依次设置于所述光/电转换单元输入端，光束经凸透镜的聚拢处理后由所述滤光片进行滤波处理。

优选的，所述信号转换模块还包括FPGA单元，所述FPGA单元分别与所述电/光转换单元以及光/电转换单元连接，用以将多路电信号编码为一路串行电信号并传输给所述电/光转换单元、将所述光/电转换单元输出的一路串行电信号编码为多路电信号。

优选的，所述信号转换模块还包括接口电平转换单元，所述接口电平转换单元设置于所述FPGA单元的输入端用以将所述多路电信号转换为所述FPGA单元可接收的电平格式。

优选的，所述电/光转换单元包括电平转换电路、激光器驱动电路以及激光器，所述电平转换电路、激光器驱动电路以及激光器依次连接，所述电平转换电路设置于所述FPGA单元与激光器驱动电路之间用以将信号电平转换至两端电路端口所允许的范围内，再由所述激光器驱动电路将接收到的电信号放大并调制，以保证所述激光器依调制信号序列发光，特别的，所述激光器可以采用半导体激光器。

优选的，所述光/电转换单元包括光电探测器、线性放大电路、限幅放大电路、时钟数据恢复电路，所述光电探测器、线性放大电路、限幅放大电路、时钟数据恢复电路依次连接，所述光电探测器将探测到的信号传输给所述线性放大电路并由线性放大电路将该信号放大，再由所述限幅放大电路限定在其输出端电路可接收的范围内。

优选的，所述线性放大电路包括用于信号幅值放大的高倍数放大子电路以及用于阻抗匹配及缓冲的低倍数放大子电路，作为一种优选，所述线性放大电路采用高速线性放大器。

优选的，本实用新型的单轴旋转惯导信号传输装置还包括系统时钟，所述系统时钟与FPGA单元连接用以控制该FPGA单元内部时序以作为编码的同步基准。

优选的，本实用新型的单轴旋转惯导信号传输装置还包括内部电源转换电路，该设计使得仅输入一直流电即可实现内部的各元器件的供电。

本实用新型的单轴旋转惯导信号传输装置采用无线光通信的信号传输方式，以激光为信号载体，以大气空间为传输介质，有效避免了接触性摩擦可能会引起的设备损耗的现象的发生，同时具有抗电磁干扰性强、传输速度快及传输频带宽的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中旋转惯导系统中的信号传输装置的结构示意图。

图2为本实用新型的单轴旋转惯导信号传输装置的结构示意图。