第7卷第22期2007年11月科学技术与工程Vol.7No.22Nov.2007167121819(2007)2225898204ScienceTechnologyandEngineeringZ2007Sci.Tech.Engng.直升机集群紫外光通信系统陈晗(国防科技大学光电科学与工程学院,长沙410073)摘要介绍了紫外光通信的基本原理及特点,并针对目前无线电通信在战场中易被监听和截收的弱点,提出了一种基于紫外光的新型直升机集群通信系统设计方案。通过分析,讨论了影响通信系统的主要因素,给出了若干可行性解决措施。关键词紫外光通信系统直升机集群紫外光辐射日盲区中图法分类号TN23;文献标志码A紫外光技术被广泛应用于医疗卫生、火灾探1.2紫外光通信的特点测、商业防伪等诸多民用领域。20世纪80年代以由于紫外在近地面存在“日盲区”光谱和紫外来,美国等军事强国开始研究紫外光波段在军事方光在大气中的强烈散射作用,使紫外光通信具有很面的应用,紫外光通信系统就是其中之一。紫外光好的保密性,可进行非视距通信、抗干扰能力强、全通信作为一种新型的通信手段,其最突出的优点是天候工作、全方位性的特点。数据通信的保密性高不易被探测和截获,非常适用于近距离抗干扰的通(1)系统辐射的紫外光通信信号扩散在大气层中信环境,在军事领域具有很高的实用价值。在直升被大气吸收,信号的强度按指数规律衰减,这种信机集群内部建立完善的军用紫外光通信系统,可大号场强的指数衰减是距离的函数。这样,就可以根大提高军用直升机的通信安全和战斗力。据通信距离的要求来调整系统的辐射功率,使其在非通信区域的辐射功率减至最小,从而使敌方很难1紫外光通信基本原理及特点截获紫外光通信信号。(2)可用于非视距通信基本原理1.1由于大气中存在大量的粒子,紫外辐射在传输由于阳光中的紫外辐射源在通过地球大气层时过程中存在较大的散射现象,这种散射特性使紫外会受到臭氧层对200～300nm(日盲区)的紫外光的光通信系统能以非视距方式传输信号,从而能适应强烈的吸收作用,使得这一波段的紫外辐射在海平面复杂的地形环境,克服了其他自由空间光通信系统附近几乎衰减为零。紫外通信中以日盲区的光谱为必须工作在可视距方式的弱点。载波,利用发射端将信息信号调制加载在紫外光并发(3)系统的抗干扰能力强射出去。已调制的紫外光载波信号利用大气中粒子、由于系统的辐射功率可根据通信距离要求而气凝胶、灰尘等微粒对其散射作用到达接收端,经光减至最小,因此紫外光通信不容易受到常规无线电电转换和解调处理被提取出信息信号。设备的干扰。2007年7月27日收到2直升机集群紫外光通信系统的设计作者简介:陈晗,男,(1986—),汉族,本科在读,研究方向:光电探测技术。E2mail:chenhan860815@163.com。紫外光通信系统可用于直升机群的内部安全22期陈晗:直升机集群紫外光通信系统9985通信,系统主要包括发射机和接收机两大部分。在动下,可把约60%的电能转换成波长为276nm的每架直升机上安装一套紫外通信收发系统,发射机辐射光。以水平方向辐射光信号,接收机则安装在机身顶2.2紫外光接收机部,以收集经散射在其视野内的紫外光信号,如图如图3所示,紫外光接收系统由带通滤光器、光1。直升机集群内部通信属于短距离通信系统,在进电倍增管和解调电路组成。行信号接收时无需采用自动瞄准接收装置(ATP)即可实现话音和数据传输,具有结构简单、抗干扰能力强等优点。各直升机之间可进行明语对话,而不被敌方截获。图3紫外通信接受系统(1)滤波片及光电倍增管紫外光信号在大气中经过多次散射和吸收,到达接收装置时信号非常微弱。为了能够准确地从大量噪声中提取出微弱信号并放大,本系统采用了透紫外日盲滤波片和灵敏度极高的光电倍增管。透紫外日盲滤波片为260～290nm带通滤波器,利用滤波器可以屏蔽光电倍增管,使其免受大于290图直升机集群紫外通信示意图1nm的太阳残余辐射的影响,进而提高光电探测器的2.1紫外光发射机信噪比。为提高系统的灵敏度,可在滤波器和倍增如图2所示,紫外光发射机主要有由调制器、紫管间加一镀膜椭球聚焦透镜。外LED阵列组成。(2)解调电路由于接受的紫外光信号微弱,在解调电路中首先需要经过前置放大和滤波整形后的到脉冲调制信号,再经过解调和功率放大输出,最终得到音频或数字数据信号。图2紫外通信发送系统3影响直升机集群通信系统的主要因素(1)调制器调制器采用脉冲调制的方式把语音或数字数,3.1飞行高度据信号转换成曼彻斯特自同步脉冲数据编码流输图4给出了在标准大气压,能见度为10km时,出给