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    光线通信技术在军事上的应用重点讲义资料.docx

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    光线通信技术在军事上的应用重点讲义资料.docx

    光纤通信题目:光纤通信技术在军事上的应用班级:通信13-3班姓名:崔红梅学号:1306030302指导老师:李新春成绩:电子与信息工程学院信息与通信工程系光纤通信技术在军事上的应用1绪论光纤通信在社会信息化发展的进程中扮演着重要的角色,是通信技术的一个重要分支。随着新型光电器件的不断出现,光线通信技术也得到快速的发展,十七传输容量得到了极大地提高,目前,光纤己经在许多场合取代了铜线而成为主要的传输媒介。无论电信骨干网还是以太网或是校内网乃至智能建筑内的综合布线系统,无论是陆地还是海洋,都有光纤的存在。光纤通信是以光波作为载波,以光纤作为传输媒介的种新兴仃线通信技术。它首先要在放射端将需传送的电话、电报、图像和数据等信号进行光电转换,即将电信号转换为光信号,再经光纤传输到接收端,接收端将接收到的光信号转变成电信号,最终还原成原信号。图1-1为光纤通信系统的构成示意图.图1.1.光纤通信系统的构成Fig1.-ITheCUmPsi1.inoftheoptica1.fibercommunicationsystem2光纤通信技术在军事上的应用由于光纤作为一种传输媒质,与传统的铜电缆相比具有一系列明显的优点,因此,臼上世纪70年头以来,光纤技术不仅在电信等民用领域取得了K速的发展,而且因其抗电蹂干扰、保密性好、抗辐射实力强,以及重量轻、尺寸小等优点,使它也得到了各发达国家政府和军方的重视和青睐。特殊是在美国,早在80年头中期,先后安排的光纤军事应用项目就达400多项,这些项目包括固定设施通信网、战术通信系统、遥控侦察车辆和飞行器、光纤制导导弹、航空电子数据总线和设备集路、舰载光纤数据总线、反潜战网络、水声拖曳阵列、遥控深潜器、传感器和核试验等,这些项目接连有报道取得/不同的进展.进入90年头以来,光纤技术的军事应用接着受到美、欧等国军方的重视。在美国,三方光纤技术开发活动的安排项目分成五大部分:有源和无源光元件、传感器、辐射效应、点对点系统和网络系统。由三军光纤协调委汕会进行组织,每年投资为5千万美元。在面对21世纪的今日,美国国防部已把“光子学、光电子学”和“点对点通信”列为2010年十大国防技术中的两项。其中光纤技术占据若举足轻重的地位。这预示着美国等西方国家对光纤技术军事应用的探讨将全面绽开并加速进行。而各项先期应用及演示、验证表明,21世纪的军事通信和武器装备离开了光纤技术将无“现代化”或“先进”可言,在将来斗争中将处于被动挨打的局面。2.1 光纤技术在陆军军事上的应用2.1.1 光纤技术在军事通信的应用光纤技术在陆上的军事通信应用主要包括三个方面:a.战略和战术通信的远程系统:b.基地间通信的局域网:C卫星地球站、雷达等设施间的链路。自从“信息高速马路”概念的出现,美国就在军用信息高速马路的发展走在了世界各国的前面.1992年6月,美国参谋长联席会议下发了名为“武士C4T”的关美军21世纪通信和协同作战总体规划的框架文件。“武士C4T”安排的目标是按军用“信息高速马路”的要求,建立一个全球性的实时军用通信网,即称为“信息球”的全球通信网。它将是一个连通士兵、指挥所和各种传感涔的指挥网,是一个反应灵敏的C8系统。它的基础就是国防信息系统网(DISN),由地面及北星的军用和民用通信系统所构成“目标DISN是一个宽带综合业务数字网,传输容量将高达几Gb/s。战场信息系统是支持美国陆军21世纪作战理论的将来军用信息系统。在该系统中,光纤局域网,特殊是光纤分布数据接口(FDDI)是关键技术之一。1 .美军三军联合战术通信系统(TR1.TAC)美军三军联合战术通信系统(TRI-TAC)在海湾斗争中发挥了韭要作用,但也暴露出不少问题。美军依据暴露出的问题和将来的作战要求,从以下三个方面对TR1.-TAC进行了技术改进:一是由空军负货TAG1.光缆系统,它将代替同轴电缆,装备分布在全球的美军TR1.TAC系统:二是有陆军负责野战光缆传输系统(FOTS),拟用100(X)km的光缆代为CX-II230型网轴电缆:三是有海军陆战队负货野战光缆系统(FOCS),用丁连接数字交换机和无线电设备。2 .美军陆军战术指挥自幼化系统(C")美军陆军战术指挥白动化系统,常称为C'/系统。它的目的就是在故场态势瞬息万变的现代斗争中把情报信息获得系统、通信设备与系统、数据分析和处理系统、显示系统等综合起来,从而构成一个统一的、高度自动化的指挥限制系统。按作战任务的性质和规模的不同,C'/系统可分为战略C'/系统和战术C'/系统,其中战术C'/系统一般是指军及以下的单位运用的C'/系统,主要用于实现战场的实时限制指挥“美国战术。)系统的研制工作起先于20世纪59年头,但由要求其机动敏捷抗击毁、便于维护、工作牢靠、适用于战场环境,直到20世纪80年头随着计算机、光探测、网络、光纤传输等技术的发展,该系统才达到好用化的程度。运用光纤代替O'/系统的同轴电缆,能使系统的信息输出方式由电学信息传递改为光学信息传递,由此带来下面一系列的优越性:(I)通信容量大以激光作我频的光纤通信,其载频频率可达10"10'Hz,比微波筑率高10'IO'倍。理论上,按通信带宽为载频的11(X)计算,那么它的通信带宽比微波10'10)若取典型频率为31.0"Hz,则通信带宽为31.0"Hz,(2)损耗小,中继距离长目前,光纤的传输损耗己下降到01.4dB'km(单模光纤),可实现几百公里无中继传输。通常的运用水平是:多模光纤的传输损耗达1.3dBkm,中继距离可达I53km。单模光纤的传输损耗为05dBkm,中继距离可达5060km.(3)高牢旅性光纤不受电磁干扰,能避开核爆炸可电磁脉冲引起的信号衰减和设备性能的降低,也不易受太阳辐射的电离干扰,同时间纤自身也不向外将射电磁能量,这为高牢兼、高保密的通信供应了必要的保证。(4)高通信质量光纤通信是光子传输方式,通信系统无需短路和接地环路,I1.信道间无串扰,这是高通信系统所必需的。(5)通信系统体积小、重量轻Ikg石英玻璃可拉制100km长的光纤,成缆后的重fit也比电缆轻得多,一般仅为电缆重量的1/100或WoO0。轻的电缆不仅便于敷设,而且有利于快速转移和直升机快速布线。就整个系统而言,光通信设备体积较之电缆通信设备的体积大大减小,而且光纤通信的中继距离很长,相同的传输距离可使中继器个数削减80%。所以,光纤通信系统的总翦献较电缆通信削减了67%75%°2.1.2 光纤制导导弹系统光纤制导导弹系统是以光纤作为制导信息传输介质的种导弹系统,是有线制导武器领域一项新的突破,近年来在国外受到极大地盘视。主要用于打坦克,也可以打低空飞行的直升机。这种导弹的头部装有微光电视摄像机或红外成像导引头,尾部仃卷光纤与放射限制装置相联。导弹飞行时间纤从尾部放出,同时导引头的摄像机将拍摄的目标图像传到放射限制装置,限制指令通过光纤传给导弗的制导系统,限制导弗命中目标由于光纤传输的信息量大、频带宽、功耗低、自身辐射微小,所以光纤制导导弹目前仍处F工程研制阶段,美国、法国、德国和巴西等国家都在研制。其中巴西研制的一种光纤制导导弹,长1.5米,直径180充米,可从地面、舰艇和飞机上放射,最大射程达20公里:采纳空心装药战斗部,可击穿100o亳米厚的钢装甲。光纤制导导弹系统的结构如图3-1所示,主要由导弹、限制站和光纤三部分构成图34光纤制导导弹系统的结构示意图Fig31.Thestructureoftheoptica1.fiberguidedmissi1.esystemschematicdiagram1 .导弹导弹主耍是由寻的器,万第支架、惯性测限装置、限制器,光源、探测器和双向耦合器等组成。其中,?的器是用于探测目标的关键部件,可装配可见光摄像机、前视红外成像器和塞米波雷达等成像设备,实时获得目标及景物成像:万象支架用于限制和稳定导弹的飞行轴向;惯性测量装置用于测量并实时供应导弹的运动状态信息;限制器可以依据限制站发出的指令,限制导弹的先行状态:光源可向限制站发送光信号:探测器用于接收来自限制站的光信号:光纤双向耦合器用于光信号的分别与合成。2 .限制站光纤制导导弹系统的限制站可以设置在地面或者车辆上,它主要通过双向耦合器将光源发出的带有信息的光信号经过上行线路传送至导弹,或者利用光探测器接收由导弹经下行线路传来的目标消息。探测器接收的目标消息经信号处理后,最终在监视器上显示出来.以供操作人员为导弹的飞行姿态进行调整。3 .光纤光纤是导弹与限制站之间的光信息传输通道。光纤制导导用系统的工作原理是:装配在导如头部的摄像机将拍摄到的目标及场景光学图像转换成电信号(视频信号),与其他电信号(如导弹的飞行姿态数据)一起,调制附上的光源(1.D或1.ED),形成波长为小的光信号。光信号经过光纤卜.传到限制站。限制站利用探测罂(P1.N光电二极管或APD)将光信号转换为电信号,经信号处理,变为图像等有用信息。操作人员依据这些信息,发出对导师执行部件的各种限制吩咐,限制指令经站内的光发送机转换成波长为力的光信号,光信号通过光纤上传至弹内的光接收机,经光电转换,变为电信号,从而限制导弹的飞行姿态,实现对目标的自动跟踪,直至摧毁目标。因此,在光线制导导弹系统中,光纤是制导系统功晶得以实现的基础桥梁,无论是限制指令的上传还是弹体状态信息或目标信息的下行,都离不开这一传输介侦。光纤制导导弹系统对其所用的光纤有一些特殊的要求:(1)光纤直径小。制导用光纤是由高强度光纤经过外部加强二制成的单芯光纤,为了尽可能减小制导光纤的体积,节约导弹的空间,提高有效载荷,制导光纤的直径一般都很小,大都在0.5mm以下。不同应用场合下须选用不同的光纤。工作波长为55()nm的单模光纤多用中、远程(大于10km)制导:工作波长为131Onm的多模光纤多用于近程(小于IOkm制导)。高强度。在制导过程中,光线从飞行导弹上的线轴中放出,它必需能够经受住弯曲所引起的张力和导用飞行时间内相当高的动态拉力。这些都要求直到光线应有比一般光纤更高的抗张强度“拼接效果好。对于远程制导,要求光纤的长度在IOKm以上。但实际不管制造工艺多么精细,光纤在这么长的距离上都难免出现裂纹。因此.往往须要对光纤进行很好的拼接。若拼接不好,则会引起较大的能域传输损耗及断线或绞缠等故障。光纤拼接是光纤制造的一项关键技术,典型的制导光纤的技术指标包括:(1)抗张强度:>1.379×103Nmn(2)不拼接长度:10km(3)芯径:多模光纤3O-5Opm,单模光纤5-6”(4)损耗:不大于O3dBKm(工作波长为131Onm时)(5)带宽距离积:>IOMHzkm另外,要是光纤以捣蛋的长行速度顺当地放开,除了要合理的设计绕线轴外,更重要的是如何缠绕光纤。光线的绕放也是一项关键技术。为降低微弯损耗,光纤的绕放过程中要限制拉力如何分布和防止回绕。为使光线包装件在各种环境下都能保持稳定,且在高速放线时不出现绊线等故障,缠绕是还要运用合适的粘合剂。与其他制导(如金属线制导等)系统相比,光纤制导导冲系统有以卜.优点:(I)有效打击距离远.由右光纤损耗极低(商用石英光纤现已达到的损耗水平是:在131Onm波特长的损耗为O.35dB.%m,在155Onm波特长的损耗为0.20dBkm,比最好的同轴电缆的损耗还要低),通过光纤可使知道信息的传输距离更远。(2)光纤制导是非视线指令制导,因此刻隐藏放射,增加导用系统的踣藏实力,提高射手的战场实力。(3)可实现远程F1.标的图像跟踪。由于光纤传输频带极宽,导弹可通过光缆招引导头捕获的图像信息传至限制站,实现远程目标的图像跟踪实力。(4)抗电磁干扰。光纤不受电磁波的干扰,更适于军事用途,这是与光纤介质本质相战系的个重要特点,也是现代斗争中电子对抗条件下评价现代武器系统自身生存实力的一个重要指标。(5)有更强的数据保密性。由于光纤限制了信息的传播途径,使信息只能在光纤内传递,儿乎不对外发出辐射,从而大大提高/数据传辘的保密性.(6)温度稳定性好、寿命长。光纤的文都系数小,其传输特性基本不受温度的影响。相对丁其他金属线制导导弹,光纤制导导弹的服役期可以更长。同时,光纤制导武潺系统的缺点是作用距离近,在地面应用最多的只有IOkm-2Okm,光纤的抗拉强度要达到246kg,加.但口前大多数光纤的抗拉强度只有200kg,,“/;光纤制导导弹的飞行速度最大可达3OO32Oms,而光缆卷盘的运转速度H前只能做到150200ms.2.1.3 光纤技术在雷达和微波系统的应用由于光纤传输损耗低、频带宽等固有的优点,光纤在雷达系统的应用首先用于连接雷达天线和雷达限制中心,从而可使两者的距窗从原来的同轴电缆时的30Om以内扩大到25km,用光纤作为传输媒体,其频带可覆盖X波段(8124GHz)或KU波段(12.41.8GHz).目前X波段而频光纤系统已好用化,Ku波段的宽带微波光纤线路系统也有大量报道。光纤在微波信号处理方面的应用主要是光纤延迟信号处理。先进的高辨别率钳达要求损耗低、时间带宽积大的延迟器件进行信号处理.传统的同轴延迟线、声表面波SAW)延迟线、电荷耦合器(CCD)等均不能满意要求。岸磁波渊件和超导延迟线虽能湎意技术要求,但离好用化尚很遥远。光纤延迟线具有损耗低(在1.10GHz频段内,单位延迟时间的损耗仅04-0.1.dBps),时间带宽积大(达104-106),带宽宽(10GHz)等优点,目动态范围大,三次渡越信号小,实现彼此跟踪的延迟线相当简单,而且能封装进一个小型的封装盒。用于相控阵宙达信号处理的多半是多模光纤构成的延迟线。目前国外光纤延迟线已进入成熟区。为提高相控阵雷达无线波束扫描的敏捷性,减小初始功耗,以及精密限制所需的单元相位和幅度以实现低的空间旁解,须要对每一天线单元供应波束(相位)限制信号、极化限制信号和幅度限制信号。采纳光纤高速传输这些限制信号,相位稳定性好,可以大幅度削减每一有源单元的电子组件贵,简化系统组成,降低需达成本,减小体积和质量。光纤技术在相控阵雷达的应用还包括用光纤延迟线在光控相控阵来打波束形成所需的相移。在电光相控阵放射机中采纳臾成光学进行波束形成,用光纤技术进行天线的敏捷遥控,利用光纤色散棱镜技术的带宽光纤实时延迟相控阵接收机等。其中,除光纤延迟线外,光纤耦合器、波分第用/解复用器、集成光学、偏振保持光纤、高色散光纤、光纤放大器、光纤光栅等先进的光纤元器件技术得到了广泛的应用。2.1.4 光纤系绳武器美军军用机器人已于1988年起先中批量生产,年均产值达5亿美元。黄线遥控战车(TOV)是用一根光缆系留到基地站拖车上的高机动性多用途轮式车辆.可将各种侦查装置、传感涔及武器送到危急战区,执行诸如侦查、探雷、清除障得和弹药补给等任务,车速可达3.5knh,操作距离达I53km.如,种由GrUmnIan公司研制的称为Ranger(别动队)的光纤系留车辆在试验中胜利地击中了30Om以外的装甲目标。其的而时速可达27km。由美国海军海洋系统中心(NOSC)和Sandia国立探讨所联合研制的遥控飞行器(AROD)是一种用光纤系留的涵道风扇式装置,通过电视实施侦查任务,AR0D111的活动范围达4000m”运用系留光缆的气球载雷达侦察系统也得了快速的发展,气球升空高度60060(X)m,有效载荷1002OOOkg,持续滞空时间IO3O天,可起到类似空预警机的功能。光纤遥控水卜深潜蹲(ROV)也称水卜机器人或无人潜艇,有拖曳式和系留式两种。通过装备不同的设备可进行地形测绘、调查打措沉船和坠海飞机、营救潜艇,反潜舰艇装置布设、探测和解除水留、自主布雷和水卜诱饵等。鹿式电子择优诱饵是美国海军探讨室开发的光纤系留试险室开发的光纤系留无人飞行器,ft36kg,采纳旋转翼,负载实力65kg.安排于1997年完成最终试验。2.1.5 在地下核试验中的应用光纤在核环境中有两大优点:(1)不受电磁脉冲等影响。(2)暴露给强辐射等的爆炸之后,几秒钟之内就能锅很快宾原。2.1.6 在夜视装置中的应用军事夜视已经是光纤技术运用的重要领域,夜视装置大量的运用于陆军中,它主要运用丁爱护目镜、坦克的视察系统、潜望系统、远距离视察管以及步枪的瞄准具等。据报道,美军在新式的夜视装附中加进了光纤元件来增加图像的清楚度。这种光纤元件主要是光纤熔融面板。2.2 光纤技术在海军军事上的应用2.2.1 舰载高速光纤网由于现代化的取艇装备有大量的通信、留达、导航、传感器系统和武器指挥系统等电子设备,加上其它电气设备,因此造成J'严陵的电磁干扰、射频干扰等问题,为此,80年头初美国海军实施了开发大型新舰船用光纤区域网作为计算机数据总线的安排-AEGIS(宇斯盾)安排。1986年初,美国海军海洋系统司令部乂在此基础上成立了SAFENET(能抗毁的自适应光纤嵌入网)委员会。并于1987年成立工作组指导制定了SAFENET-1和SAFENE-五两套标准。分别于1991年1月和1992年1月完成。前者是种军用加强型IEEE802.5令牌环网,传输速率1.6MbS,后者是堪于ANSI3XT95FDDH光纤分布数据接口)令牌杯网,传输速率100Mb喝这些系统已安装在CG-47Acgis导弹巡洋舰、DDG51级导弹驱除舰、乔治华盛顿号航空母舰等舰艇上。美国海上系统司令部和国防高级探讨安排局还联合制定了利用同步光网(SOnet)、宽带综合业务网(B-ISDN)和异步传输模式(ATM)标准,开发高速光网(HSoN)原型的安排,由海军探讨试验室(NR1.)负责开发和评价,从1991年年中起先为期三年。该网利用单模光纤,传输速率从1.55MbS(OC-3j2.4GbS(OC-48),1992年实现了1.7GbS的第一阶段目标。美国小石城号航母上的雷达数据总线传输容量就达到/IGb/S,并使原来重量达90吨的同轴电缆被半吨重的单模光缆所代替。取载光纤通信系统将向综合化、数字化、高速化、智能化的方向发展。它不但可以将语音、数据、图像等不同的通信业务综合在一起,而且可实现信息交换、传输可限制的自动化和智能化。1 .高级水下作战系统(SUBACS-SUbrnarineAdVanCedComba1.SyStem)SUBACC是美国海军最大的舰载水下光纤通信安排项目,该项目安排在全部的洛杉肌688级攻击型核潜艇和新型“三义戟''弹道导弹潜艇中装备光纤数据总线,将传感冷与火控系统接入分布式计算机网,从而大大提高潜艇的数据处理实力,这就是所谓的AN/BSY-1.据报道,整个安排头两年的研制开发经费为6.38亿美元,生产合同预料至少20亿美元。以后又在1989年以后生产的“海浪”SSN-21级攻击型潜艇中采纳通用电气公司海战部开发的NBSY-2综合光纤作战限制声学系统。2 .“尼米兹”级航空母舰的航舰雷达光纤传输系统在舰船上实现雷达与作战情报中心之家的信息传输是光纤传输系统的一个典型的应用实例。比如安装在“尼米兹”级航空母舰上的舰载宙达光纤传输系统.1987年,美国海军在“尼米兹”级航空母舰上建立了该系统,其目的是为了验证舰载雷达光纤传输系统的可行性和标准。该系统是种点到点的6信道模拟线路,它把来自CV-3989雷达的数字信息和来自AN/SPS-49雷达的模拟视频信号经多模光纤(12芯)光缆传送到AN/SPD-25G雷达显示装置,并将信息供应应作战情报中心。其工作原理为:光放射机输入端的信号调整器将输入信号调整至适当的大小,然后再去调制1.ED组件(波长为84Onm),1.ED输出的光束经光耦合解后耦合到多芯光缆中:在光接收机端,耦合器将多芯光缆内的光束耦合到接收器件,在经输出信号调整器后,放大和分别这些信号。取我雷达光纤传输系统的光放射机、光接收机和光缆的主要性能参数如F:(I)光放射机光源:1.ED:工作波长:840nm;信噪比:60dB:输入信号形式:线性模拟:输出功率:4()v:带宽:IkHZ60Mhz,.(2)光接收机光探测器:APD;工作波长:830nm:信噪比:35dB;输入信号形式:线性模拟:输出功率:120v:带宽:1.kHz-12OMhz.光缆类型:渐变型多模光纤:纤芯直径62.5“、包层直径125光缆数:12芯:重量:0.47kgn:拉应力:68kg:衰减:4.0dB;带宽:160MHZZkm.3 .俄载自适应光纤网络为满意舰船在特殊环境下的通信要求,美海军开发出种舰载光纤通信系统一一自适应光纤网络(SAFENET),这是一种在光纤局域网基础上开发出的新一代加船通信网络系统。所谓自适应网络,是指这种网络满意以下要求:(1)网络的标准化:(2)网络的传输介质具有信息吞吐量大、等待时间短的优点,以便利今后的扩容:(3)网络能依据终端的须要和传输距离的长短,自由选和光缆或是电缆,因此网络也必需同时适合于电缆或是光缆;(4)网络要结构坚实、可Ot新组合、抗毁性好。2.2.2 光纤水听器系统光纤水听器是利用光纤技术探测水下声波的器件,它与传统的压电水听器相比,具有极高的灵敏度、足够大的动态范困、本质的抗电磁干扰实力、无阻抗匹配要求、系统''湿端”质量轻和结构的随意性等优势,因此足以应付来自潜艇净噪技术不断提而的挑故,适应r各发达国家反潜战略的要求,被视为国防技术重点开发项目之一。光纤水听器的主耍军事应用为:全光纤水听器拖曳阵列:全光纤海底声监视系统:全光纤轻型潜艇和水面舰船共形水听器阵列:超低频光纤梯度水听罂:海洋环境噪声及宁静型潜艇噪声测量.美国对这项技术的探讨始于70年头末,到1992财政年度已投入超过I亿美元的探讨和开发经费。美国海军探讨试验室(NR1.)、海军水下装备中心(NUWC)、GOUk1.公司海事系统分公司、和1.iuOn制导和限制公司联合开发了全光纤水听器拖曳阵列(AoTA)、潜艇和水而舰船共形水听器阵列(1.WpA)等各种不同反潜应用类型的海试系统,经过大盘海上试验,已达可以部署的状态。目前他们正在开发大规模(几百个单元)的全光纤水听器阵列系统及其相关技术。近十年来,美国已对全光纤水听器及其阵列的各种应用场合都进行了试验,试验结果很胜利。英国对水听器的探讨主要由PIeSSey国防探讨分公司、海军系统分公司和马可尼水下系统有限公司担当,开发了全光纤水听器拖曳阵列、海底声监视系统等各种不同反潜应用的海试系统,也进行了系列海上试验。2.2.3 光纤制导鱼雷与光纤制导导弹样,光纤制导鱼雷能大大改善鱼雷的攻击性能。美国海军海洋系统中心试验的光纤制导鱼雷,制导距离5km,速度18节(33kmh),进一步的试验将达70节130knVh),射程则将扩大到100km。其关键是光缆及其放线技术和先进的光纤水听涔,法国也进行/胜利的光纤制导鱼窗的试脸,制导距离达到/20km.2.2.4 桅杆式光电观测装置从80年头起先,美、英、第等国的潜望镜制造厂商都起先研制一种不穿透潜艇耐压船体的多功能传感潺成像系统,即潜艇光电桅杆,它将用来代衿传统的潜望镜,装置90年头中、后期乃至21世纪初服役的新型潜艇.英国海军T90年头先后建立的4艘“前TT级弹道导弗核潜艇采纳的自防护组合式光电潜望镜系统,就由光电桅杆和光学潜望镜组成,而光电桅杆的可I可转多传感器头与艇内操纵限制台之间的信息则由光缆进行传输。这种桅杆式光电观测装电还被用到了装甲车辆及直升飞机上。2.3光纤技术在航空航天军事上的应用2.3.1 点对点数据传输和网络应用目前已在飞机中少量运用的点对点链路主要用于航空电子装置“黑盒子之间的数据传送。这些链路在F/A-I8,AV-88及黑鹰直升飞机中表现良好,数据速率从10Mbs-100MbSo由丁光纤系统价格较货,低损耗及宽带实力不能充分利用,因此配备数珏较少,只用丁存在严峻电盛干扰和电磁脉冲问题的场合。随着困难性的增加,光纤数据总线的带宽也将增加“如F-22和RAH-66Comanche要求100MWs-IGb/*的高速光纤数据总线用通信和传感器接口。2.3.2 光控飞行(F1.ight-by-1.ight)由于电磁干扰(EM【)、电磁脉冲(EMP)、高强度无线电频率(H1.RE)以及新的威林(如干脆能量武罂)会严竣威逼配备电控K行的K行器的E行平安,因此人们不得不实行适当的屏蔽措淹,但这样将造成全量的增加,而光控飞行可起到一箭双雕的作用。对于战术飞机来说,如用光控飞行替代电控飞行,盎量约可节约9031.7kg,而且,光纤系统不仅可进行K行限制,还可用来限制和监测匕行罂的子系统,机载光纤系统在“隐形”K机中也很重要,因为机内长达数公里的电缆的噪声辐射将成为辐射源而易被雷达所发觉,采纳光纤系统则不存在这个问题。光控K行的研制工作始于1980年美国陆军的“先进的数字光限制系统(ADoCS)安排,由BOdngVCrtO1.Co.公司担当,后来安装于SikOrSkiUH-60A“黑陶'直升飞机上胜利地进行了演示。准备安装在各种军用直升飞机上。1985年,美国航空航天局(NASA)和国防部合作,起先了一项“光纤限制系统总成(FOCSI)”的安排.该安排丁1993年秋天在美国海军的F-I8战斗机上进行了开放环路飞行试验,重点是飞行限制传感器,以及用于总压力、静态压力、马赫数、攻击角度的传感器,以及用于一个完整的综合推动,飞行限制系统所需的总体温度的传感落。NASA还准备在项“推动管理光学接口系统(OPM1.S)”安排中对光纤限制匕行进行另一项演示。美国裔级探讨安排同(ARPA)和NAS已起先着手光控飞行安排,这项安排称之为“光控K行先进系统硬件技术再投资项目(F1.ASH)”,由Wright试验室实施,2.3.3光纤技术在导弹及航天飞行器的应用除了前面所述的MX导弹放射场用光纤链路外,光纤可以在运载火箭的三个子系统中替代电缆,并大大提高运载火徜的牢靠性。这三个子系统是:(1)起飞倒计时(T-O)脐带系统:(2)航空电子设备互连网:(3)监控传感器。据报道,欧洲航天局(ESA)与英国Sira公司签订合同,要求该公司设计一种低成本、无源、且高度敏捷的航天器光纤监测系统,以解决航天器缺乏视觉数据,特殊是不完全绽开的问题,并准备安装在安排于1998年底放射的ENVISAT宇宙飞船上,以及在标准化后奘配到全部宇宙飞船上.美国Rockwe1.1.In1.emaIiona1.公司对光纤技术在液体燃料火漪发动机的仪表和限制应用的可行性进行了探讨。应用场合包括:用于涡轮叶片温度测量的光纤高温计;燃烧过程的光纤拉变温度传感;涡轮泵轴承磨损的光纤挠度计测量等。

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