星載雷達(dá)雙機(jī)交叉?zhèn)浞莨鈧鬏斣O(shè)備互換性鏈路設(shè)計(jì)

林洪娟 束宇翔 邾琳琳

摘? 要：針對(duì)星載雷達(dá)高可靠性和互換性的苛刻要求，研究了星載雷達(dá)雙機(jī)交叉?zhèn)浞莨鈧鬏斣O(shè)備鏈路設(shè)計(jì)方案，利用數(shù)學(xué)組合理論對(duì)鏈路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算和分析，得出4種滿足設(shè)備互換性的鏈路設(shè)計(jì)方案，同時(shí)滿足了星載雷達(dá)高可靠性和互換性的要求。

關(guān)鍵詞：星載雷達(dá);雙機(jī)交叉?zhèn)浞?光傳輸設(shè)備;互換性

中圖分類號(hào)：TN959.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）30-0026-02

Abstract： According to the stringent requirements of high reliability and interchangeability of spaceborne radar， the link design scheme of dual-computer cross backup optical transmission equipment for spaceborne radar is studied， and the link design scheme is designed， calculated and analyzed by using mathematical combination theory. Four kinds of link design schemes which meet the requirements of high reliability and interchangeability of spaceborne radar are obtained.

Keywords： spaceborne radar; dual-computer cross backup; optical transmission equipment; interchangeability

引言

星載雷達(dá)以衛(wèi)星為觀測平臺(tái)，具有探測范圍廣、探測距離遠(yuǎn)、不易受到攻擊且可以全天候的探測和跟蹤目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，并且無論在軍事國防，還是民用測繪探測中都扮演著重要角色，是目前雷達(dá)研究的熱點(diǎn)之一[1]。星載雷達(dá)工作在無人干預(yù)的低溫、高輻射的空間環(huán)境，因此，星載雷達(dá)系統(tǒng)必須滿足壽命長、可靠性高、抗輻射能力強(qiáng)的要求。同時(shí)，受到搭載火箭載重的限制，星載產(chǎn)品一直在重量方面有非常嚴(yán)苛的要求。光電子技術(shù)應(yīng)用于各種雷達(dá)系統(tǒng)可提高系統(tǒng)的精度、抗干擾能力和系統(tǒng)的反應(yīng)能力。它使雷達(dá)的信息傳輸容量成千上萬倍地增加，且尺寸、重量大大降低，信號(hào)傳輸過程中的能量損耗降低和系統(tǒng)的錯(cuò)誤率也成數(shù)量級(jí)地減少[2-3]。故星載大陣面數(shù)字陣列雷達(dá)很有必要采用光纖傳輸技術(shù)。但受現(xiàn)有技術(shù)的限制，星載數(shù)字陣列雷達(dá)所用的個(gè)別器件可靠性指標(biāo)有限，不能滿足星載雷達(dá)高可靠性指標(biāo)的要求，為了防止單點(diǎn)故障，提升系統(tǒng)可靠性，對(duì)于部分可靠性指標(biāo)不高的模塊或單機(jī)采用雙機(jī)備份冗余設(shè)計(jì)。且光纜組件在折疊或受到太空環(huán)境影響可靠性會(huì)降低，為了提升整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，故采用雙機(jī)光傳輸設(shè)備交叉?zhèn)浞莸脑O(shè)計(jì)。為了減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，在工程實(shí)現(xiàn)上一般要求同一產(chǎn)品代號(hào)的、同一研制階段的所有產(chǎn)品，技術(shù)狀態(tài)應(yīng)保持一致，具有相同配置狀態(tài)，應(yīng)能不經(jīng)任何修改，就可直接更換，即主備單機(jī)需滿足互換性設(shè)計(jì)要求。

本文針對(duì)星載雷達(dá)高可靠性和互換性的苛刻要求，研究了星載雷達(dá)雙機(jī)交叉?zhèn)浞莨鈧鬏斣O(shè)備鏈路設(shè)計(jì)方案，利用數(shù)學(xué)組合理論對(duì)鏈路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算和分析，得出了4種滿足設(shè)備互換性的鏈路設(shè)計(jì)方案，同時(shí)滿足了星載雷達(dá)高可靠性和互換性的要求。

1 星載雷達(dá)雙機(jī)交叉?zhèn)浞莨鈧鬏斣O(shè)備方案設(shè)計(jì)

某星載雷達(dá)有兩個(gè)需要光通信的單機(jī)A和B，單機(jī)A、B都包含光模塊和光連接器等發(fā)射和接收光信號(hào)，并對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的模塊和器件。單機(jī)A、B之間通過光纜組件互聯(lián)。因?yàn)閱螜C(jī)A和B均為復(fù)雜單機(jī)，單機(jī)可靠性指標(biāo)低，不能滿足星載雷達(dá)系統(tǒng)高可靠性指標(biāo)的要求，故對(duì)單機(jī)A和B分別進(jìn)行備份冗余設(shè)計(jì)，分為主單機(jī)和備單機(jī)。且光纜組件在折疊或受到太空環(huán)境影響下可靠性能會(huì)降低，為了提升整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，故采用雙機(jī)交叉?zhèn)浞莸脑O(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

雙機(jī)交叉?zhèn)浞菹到y(tǒng)設(shè)計(jì)中要求每一個(gè)單機(jī)都與互聯(lián)主備單機(jī)連接，四條通路中只要有一條通路通信正常，系統(tǒng)便可以正常工作，因此大大提高系統(tǒng)的可靠性。此系統(tǒng)利用數(shù)學(xué)組合理論，可知A、B各主備單機(jī)的連接方式N為：

N=4×2×2×1=16

2星載雷達(dá)雙機(jī)交叉?zhèn)浞莨鈧鬏斣O(shè)備互換性鏈路設(shè)計(jì)

經(jīng)計(jì)算，A、B各主備單機(jī)共16種連接方式。列舉其中四種鏈路設(shè)計(jì)框圖如圖2：

從圖2可以看出，只有圖（1）滿足各單機(jī)的互換性，即在設(shè)計(jì)檢查中不基于位置碼信息，僅通過端口位置，就可以判斷對(duì)方設(shè)備主備的好壞，互換以后不修改任何程序，4個(gè)分機(jī)，不管哪個(gè)分機(jī)的主備份關(guān)系都一樣，而且主備單機(jī)可以隨意交換。而圖（2）左側(cè)單機(jī)可互換，右側(cè)單機(jī)不能互換，圖（3）右側(cè)單機(jī)可互換，左側(cè)單機(jī)不能互換，圖（4）兩側(cè)分機(jī)均不能互換。所以本系統(tǒng)中雙備份系統(tǒng)設(shè)計(jì)需采用圖（1）的接口連接關(guān)系，確保各互為備份的單機(jī)能隨意互換，互換后不需要修改任何軟硬件。

經(jīng)進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)如需滿足互換性設(shè)計(jì)，保持圖（1）中的結(jié)構(gòu)關(guān)系，將單機(jī)A或者B的主備互換，共可以得到4種滿足雙機(jī)交叉?zhèn)浞菹到y(tǒng)互換性的鏈路設(shè)計(jì)方案，如表1所示。

3 結(jié)束語

本文針對(duì)星載雷達(dá)高可靠性和互換性的苛刻要求，研究了星載雷達(dá)雙機(jī)交叉?zhèn)浞莨鈧鬏斣O(shè)備鏈路設(shè)計(jì)方案，經(jīng)計(jì)算，A、B各主備單機(jī)共16種連接方式，經(jīng)進(jìn)一步分析得出了4種滿足設(shè)備互換性的鏈路設(shè)計(jì)方案，同時(shí)滿足了星載雷達(dá)高可靠性和互換性的要求。本文所述的雙機(jī)交叉?zhèn)浞莼Q性鏈路設(shè)計(jì)方案不僅適用于星載雷達(dá)光傳輸設(shè)備，對(duì)于其他有可靠性苛刻要求和互換性要求的雙機(jī)交叉?zhèn)浞菹到y(tǒng)也有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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