一种链路切换系统及系留气球技术方案

本发明专利技术提供一种链路切换系统及系留气球，包括：主份链路、备份链路，以及处于球端的切换单元；球端与地面端通过所述主份链路进行信号传输；在确定所述主份链路断开的情况下，通过所述切换单元中的开关管激活所述备份链路，以利用所述备份链路实现所述球端与所述地面端之间的通信。本发明专利技术提供的链路切换系统及系留气球，通过在主份链路出现故障时，利用开关管自动激活备份链路，给备份链路设备上电开机，及时接管主份链路的功能，能够有效降地低备份链路的功耗和在通信费用上的支出，有效降低了使用成本。使用成本。使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种链路切换系统及系留气球


[0001]本专利技术涉及浮空器测控通信
，尤其涉及一种链路切换系统。

技术介绍

[0002]系留气球依赖系留缆实现系留驻空飞行，并使用系留缆中的光缆实现数据传输。在系留缆破断的极端情况下，会导致气球逃逸和光缆通讯中断，地面人员应及时采取措施使平台迅速下降至地面，否则将对民航及周边地面设施及人员产生极大的安全隐患。
[0003]为保证系留气球的安全，常规的方法是采用双冗余热备链路方案，系留气球主份测控链路采用光缆通信，备份链路采用大功率远距离视距链路或超视距卫星链路实现。
[0004]但由于备用链路设备功耗较大，且消耗大量球载能源和通信费用，导致上述方法的成本过高。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种链路切换系统及系留气球，用以解决现有技术中成本过高的缺陷，实现低成本地保证系留气球的安全。
[0006]本专利技术提供一种链路切换系统，包括：主份链路、备份链路，以及处于球端的切换单元；球端与地面端通过所述主份链路进行信号传输；在确定所述主份链路断开的情况下，通过所述切换单元中的开关管激活所述备份链路，以利用所述备份链路实现所述球端与所述地面端之间的通信。
[0007]根据本专利技术提供的一种链路切换系统，所述主份链路包括球载光端机、地面光端机，以及连接所述球载光端机和所述地面光端机之间的光缆；所述备份链路包括球载数传终端和地面数传终端，在所述备份链路处于接通状态的情况下，所述球载数传终端与所述地面数传终端之间无线通信连接。/>[0008]根据本专利技术提供的一种链路切换系统，还包括地面端的激励单元和球端的球载电源；在确定所述主份链路断开的情况下，所述激励单元输出的激励信号无法通过所述主份链路发送至所述切换单元，所述球载光端机输出低电平信号，通过驱动所述切换单元中的开关管导通，以利用所述球载电源向所述球载数传终端供电，建立所述备份链路的通信连接。
[0009]根据本专利技术提供的一种链路切换系统，在确定所述主份链路接通的情况下，所述激励单元利用所述地面光端机、所述光缆和所述球载光端机，将激励信号发送至所述切换单元；所述激励信号用于控制所述开关管截止，以中断所述球载电源与所述球载数传终端之间的电连接，所述球载数传终端断电，所述备份链路断开；所述激励信号为高电平信号。
[0010]根据本专利技术提供的一种链路切换系统，在确定所述地面光端机仅包括数字输入端口Di的情况下，所述激励单元包括直流信号源DC和电阻R1；所述直流信号源DC用于输出所述激励信号；所述数字输入端口Di用于接收所述激励信号；所述直流信号源DC的正极通过所述电阻R1与所述数字输入端口Di的正极连接；所述直流信号源DC的负极连接所述数字输入端口Di的负极，并接地。
[0011]根据本专利技术提供的一种链路切换系统，在确定所述地面光端机包括信号输出口和数字输入端口的情况下，所述激励单元包括导线；所述信号输出口用于输出所述激励信号，所述数字输入端口用于接收所述激励信号；所述导线的一端连接所述信号输出口；所述导线的另一端连接所述数字输入端口的正极；所述数字输入端口的负极接地。
[0012]根据本专利技术提供的一种链路切换系统，所述开关管包括三极管Q1；所述切换单元包括：继电器K1、二极管D1和电阻R2；所述继电器K1的1号引脚与所述球载数传终端的供电端的正极连接；所述继电器K1的2号引脚与所述球载数传终端的供电端的负极连接；所述继电器K1的3号引脚同时连接所述二极管D1的正极，并接地处理；所述继电器K1的4号引脚同时连接所述三极管Q1的c极（集电极）和所述二极管D1的负极；所述继电器K1的5号引脚与所述球载电源的供电端的负极连接；所述继电器K1的6号引脚与所述球载电源的供电端的正极连接；所述三极管Q1的b极（基极）通过所述电阻R2与所述球载光端机的数字输出端口的正极连接；所述三极管Q1的e极（发射极）连接控制电源正极VCC；所述球载光端机的数字输出端口的负极连接。
[0013]根据本专利技术提供的一种链路切换系统，所述继电器K1的1号引脚通过第一开关与所述6号引脚连接；所述继电器K1的2号引脚通过第二开关与所述5号引脚连接。
[0014]根据本专利技术提供的一种链路切换系统，在确定所述主份链路恢复导通的情况下，所述激励单元输出的激励信号通过所述主份链路发送至切换单元；所述激励信号用于控制所述三极管Q1截止，以中断所述球载电源和所述球载数传终端之间的电连接，所述球载数传终端断电，所述备份链路断开。
[0015]本专利技术还提供一种系留气球，设置有根据上述任一项所述的链路切换系统。
[0016]本专利技术提供的链路切换系统及系留气球，通过在主份链路出现故障时，利用开关管自动激活备份链路，给备份链路设备上电开机，及时接管主份链路的功能，能够在保证安全的前提下，降低备份链路的功耗和在通信费用上的支出，实现对使用成本的有效控制。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。
[0018]图1是本专利技术提供的链路切换系统的结构示意图之一；图2是本专利技术提供的链路切换系统的结构示意图之二；图3是本专利技术提供的激励单元的结构示意图之一；图4是本专利技术提供的激励单元的结构示意图之二；图5是本专利技术提供的切换单元的结构示意图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]系留气球是一种借助于系留缆将气球系留于地面的浮空飞行器，具有良好的持续驻空性能，系留缆为系留气球提供足够的拉力，以实现系留气球的准定点飞行。
[0021]但由于系留缆留空段很长，自身重量大，极大的压缩了气球平台的净浮力，对平台的载荷能力带来不利影响，因此，在某些应用场景中，会删去系留缆绳中的导电缆，以减少缆绳自身的重量。在没有系留缆绳中电缆供电的情况下，球载设备用电完全依赖于球载电池，气球平台功耗控制的重要性凸显出来。
[0022]在极端情况下，系留缆断裂导致气球逃逸，主份测控链路也必将因为光缆断裂或超出视距范围而失效，此时可通过备用链路实现平台的测控功能。
[0023]现有的备用链路设备功耗较大，长时间开机无实际应用意义，并且在备用链路为卫星链路的情况下，将消耗大量球载能源和通信费用，从而缩短平台驻空飞行时间，对平台的飞行有着非常不利的影响。如何达成备用链路在功耗和功能上的平衡，成为工程应用中急需解决的问题。
[0024]针对现有的备用链路存在的问题，本专利技术提供了一种系留气球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种链路切换系统，其特征在于，包括：主份链路、备份链路，以及处于球端的切换单元；球端与地面端通过所述主份链路进行信号传输；在确定所述主份链路断开的情况下，通过所述切换单元中的开关管激活所述备份链路，以利用所述备份链路实现所述球端与所述地面端之间的通信。2.根据权利要求1所述的链路切换系统，其特征在于，所述主份链路包括球载光端机、地面光端机，以及连接所述球载光端机和所述地面光端机之间的光缆；所述备份链路包括球载数传终端和地面数传终端，在所述备份链路处于接通状态的情况下，所述球载数传终端与所述地面数传终端之间无线通信连接。3.根据权利要求2所述的链路切换系统，其特征在于，还包括地面端的激励单元和球端的球载电源；在确定所述主份链路断开的情况下，所述激励单元输出的激励信号无法通过所述主份链路发送至所述切换单元，所述球载光端机输出低电平信号，通过驱动所述切换单元中的开关管导通，以利用所述球载电源向所述球载数传终端供电，建立所述备份链路的通信连接。4.根据权利要求3所述的链路切换系统，其特征在于，在确定所述主份链路接通的情况下，所述激励单元利用所述地面光端机、所述光缆和所述球载光端机，将激励信号发送至所述切换单元；所述激励信号用于控制所述开关管截止，以中断所述球载电源与所述球载数传终端之间的电连接，所述球载数传终端断电，所述备份链路断开；所述激励信号为高电平信号。5.根据权利要求3所述的链路切换系统，其特征在于，在确定所述地面光端机仅包括数字输入端口Di的情况下，所述激励单元包括直流信号源DC和电阻R1；所述直流信号源DC用于输出所述激励信号；所述数字输入端口Di用于接收所述激励信号；所述直流信号源DC的正极通过所述电阻R1与所述数字输入端口Di的正极连接；所述直流信号源DC的负极连接所述数字输入端口Di的负极，并接地。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强辉，李家隆，李蕊，苗景刚，徐文宽，赵春阳，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：