[实用新型]一种全光纤通信高功率微波源测控系统

说明书

本实用新型公开了一种全光纤通信高功率微波源测控系统，包括测控平台和光纤通信处理单元，测控平台包括嵌入式控制处理器、时序信号产生、数字输入/输出、模拟信号输出、数据采集、串口通信和以太网通信接口七类功能模块，光纤通信处理单元包括数字信号、模拟信号、总线串行通信和以太网络四类光电转换处理功能模块。测控平台通过网络通信接口接收工作参数和运行指令，经内部各功能模块产生相应的开关操作、串口通信和时序控制，通过光纤通信处理单元的不同功能模块处理转换，采用多模光纤的通信介质形式连接至受控单元，返回运行状态信息至远程指控中心。全光纤数据接口的数字化信息传输网络，能很好地应用于强电磁环境的高功率微波源系统中。

技术领域

本实用新型属于信号处理控制技术领域，具体涉及一种全光纤通信高功率微波源测控系统。

背景技术

高功率微波(HPM)源测控系统主要用于实现接收远程指控中心的工作参数和运行指令，完成现场HPM源及其相关设备的工作时序控制，同时将状态信息返回至指控中心进行显示和处理。HPM源测控系统一般采用以太网与指控中心通信，选用不同标准现场总线接口(RS485、CAN等)与受控单元连接，部分通过电/光转换处理经光纤连接，其余使用同轴电缆及屏蔽双绞线缆的电连接控制方式。在开展高功率微波及其相关技术研究的过程中，随着HPM源功率的进一步提高，系统产生的微波、高压放电、X射线、电子束强引导磁场等构成复杂的强电磁环境，对电网设备及附近的测控系统等电子单元造成电磁环境污染，导致功能性故障或永久损坏。因此，改进HPM源测控系统的抗电磁干扰设计，拓展其强电磁环境的适用性是HPM源测控系统研究中的重点之一。

HPM源系统工作时，由于现场测控系统与HPM源集成在一起，与受控单元多采用屏蔽线缆连接，因此影响测控系统的因素主要是：HPM源系统中大功率电力电子器件的频繁开关操作等将产生很陡的瞬态脉冲，高功率微波经天线辐射，其旁瓣、后瓣以及反射微波均可经近场耦合和远场辐射形成高频传导和辐射干扰，经过供电、接地、互连以及空间辐射等耦合到测控系统内。

实用新型内容

为了克服现有的测控系统无法满足稳定工作于高功率微波源强电磁干扰环境的不足，本实用新型提供一种全光纤通信的测控系统，该系统基于全光纤数据通讯接口设计，不仅能可靠接受远程指控中心监控，还能够在HPM源强电磁环境稳定工作。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种全光纤通信高功率微波源测控系统，包括测控平台和光纤通信处理单元；

测控平台包括嵌入式控制处理器模块、时序信号产生模块、数字输入/输出模块、模拟信号输出模块、数据采集模块、串口通信模块和以太网通信接口模块；

光纤通信处理单元包括数字信号光电转换模块、模拟信号光电转换模块、串口光电转换模块和以太网光纤转换模块；

时序信号产生模块和数字输入/输出模块分别与数字信号光电转换模块连接；

模拟信号输出模块和数据采集模块分别与模拟信号光电转换模块连接；

串口通信模块与串口光电转换模块连接；

以太网通信接口模块与以太网光纤转换模块连接。

作为优选方式，时序信号产生模块采用Xilinx Virtex-5可重配置I/O(RIO)FPGA核心。

作为优选方式，数字输入/输出模块采用双向100ns高速数字输入/输出模块。

作为优选方式，模拟信号输出模块采用16位/±10V输出模块。

作为优选方式，串口通信模块采用RS422/RS485串行接口模块。

作为优选方式，数据采集模块采用16位差分隔离采集模块。