一种用于旋转环境的无线激光数据传输模块设计∗

谭 雯，沈三民∗，谭秋林，庞俊奇，杨 峰

(1.中北大学仪器与电子学院，山西 太原 030051；2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051)

在发动机转子高速旋转的状态下，需要采集叶片的温度和压力等测量参数对发动机性能进行研究。通常旋转部件测量数据的传输方式有集流器传输、无线射频传输和无线光传输[1－3]。但是集流器传输存在转速不高、成本大、易磨损和噪声大等问题[4]。作为集流器传输的替代方式，国内外研究了基于无线射频技术的旋转部件数据传输系统[5－9]，如英国RotaData 公司基于无线射频技术设计了TeleMetry 转子参数遥测系统[10]，国内李仙丽等人[11]设计了基于无线射频技术的发动机涡轮转子叶片动应力测量系统。无线射频传输存在频带带宽的限制，且容易受到电磁干扰，难以实现高速率大带宽的通信需求。

无线光传输具有体积小、质量轻、传输速率高、抗电磁干扰能力强、传输带宽大等优点[12]，美国、欧洲、日本、中国相继开展无线光通信研究，目前商用的无线激光通信系统的通信距离可达几千米[13－17]，但体积较大不适用于航空发动机转子的数据传输。本文主要设计基于无线激光通信技术的数据传输模块，用来实现发动机转子与地面之间的数据的传输。

1 方案设计

无线激光数据测量系统的组成如图1 所示。传感器采集参数并输出模拟信号，模拟信号经过A/D转换后，转换为数字信号送到FPGA，由FPGA 进行数据编帧，每一帧数据由帧头、副帧头和64 字节数据及帧计数、帧内行计数构成。……