[发明专利]一种采用激光无线供电和激光无线通信的无线箭地接口

权利要求书

1.一种采用激光无线供电和激光无线通信的无线箭地接口，其特征在于包括：箭上部分和地面部分，箭上部分和地面部分之间的供电信号传输和通信信号传输均采用无线激光传输方式实现；

箭上部分包括光电转换装置、箭上光学天线、通信发射机、通信接收机、电源管理设备以及导热结构；

光电转换装置用于接收地面发送的传能激光，通过光电转换装置进行光电转换将传能激光转换为直流供电信号并输出给电源管理设备，电源管理设备进行电压变换及稳压，输出给箭上电气系统的配电器，并给箭上电池充电；同时，电源管理设备还用于控制箭上母线的工作模式判别与切换；导热结构用于将光电转换装置释放的热能传到其他需要加热的箭上设备、箭体结构和管路；箭上光学天线接收/发送通信光信号，进行光电转换后与通信发射/接收机连接，通信发射/接收机与箭上电气系统的箭载计算机进行数据通信；

箭上部分还包括箭上光耦合器、箭上光单向器和箭上光滤波器，箭上光耦合器和箭上光单向器实现发射和接收激光的隔离；箭上光滤波器用于将传能激光信号滤除；通信激光的发射和接收采用一种相同波长，即通信发射机发射的激光信号和通信接收机接收的激光信号的波长相同，且与地面发送的传能激光的波长不同；

根据无线供电功率和负载功率判别箭上母线的工作模式，箭上母线的工作模式包括四种，分别为：功率限制模式、最大功率模式、联合放电模式以及单独放电模式；

当P_WPT-P_load＞P_B，即无线供电功率可以同时满足负载和充电功率需求时，箭上母线的工作模式为功率限制模式；电源管理设备对地面激光器发射功率进行调节，从而调节箭上光电转换装置的输出功率，同时，调节电池充电功率并调节稳定母线电压；

其中P_WPT为无线供电功率，P_load为箭上电气负载设备功率，P_B为电池充电功率；

当0＜P_WPT-P_load＜P_B，即无线供电功率可以满足负载功率需求，但不能完全满足充电功率需求时，箭上母线的工作模式为最大功率模式；电源管理设备将光电转换装置的输出功率调节至最大，同时，调节电池充电功率并调节稳定母线电压；

其中P_WPT为无线供电功率，P_load为箭上电气负载设备功率，P_B为电池充电功率；

当P_WPT-P_load＜0，即当无线供电功率不能满足负载功率需求时，箭上母线的工作模式为联合放电模式；电源管理设备将光电转换装置的输出功率调节至最大，对电池放电功率进行调节，补充无线充电功率的不足，调节并稳定母线电压；

其中P_WPT为无线供电功率，P_load为箭上电气负载设备功率，P_B为电池充电功率；

当P_WPT＝0，即当地面无线充电功率断开时或无线供电功率无输出时，箭上母线的工作模式为单独放电模式；电源管理设备对电池放电功率进行控制，调节并稳定母线电压；

其中P_WPT为无线供电功率，P_load为箭上电气负载设备功率，P_B为电池充电功率。

2.根据权利要求1所述的一种采用激光无线供电和激光无线通信的无线箭地接口，其特征在于：所述导热结构包括热沉、石墨烯导热膜和石墨烯导热带；

光电转换装置产生的热量被热沉吸收，之后通过石墨烯导热膜将热量传递给箭上设备，通过石墨烯导热带将热量传递给箭体结构和管路。

3.根据权利要求2所述的一种采用激光无线供电和激光无线通信的无线箭地接口，其特征在于：石墨烯导热膜为薄膜状柔性结构，覆盖在箭上设备表面，石墨烯导热带为带状柔性结构，缠绕在箭体结构或者管路上。