用于建立自由空间光链路的方法和系统技术方案

一种用于建立自由空间光链路的方法和系统，其包括在第一交通工具和第二交通工具之间建立第一链路并将激光从所述第一交通工具指向到第二交通工具。所述方法包括以螺旋模式操纵所述激光并在所述第一交通工具上记录螺旋模式的所述激光的每个增量位置的时间。所述方法包括检测所述第二交通工具上的所述激光、记录所述第二交通工具上的检测时间，和将所述激光操纵至与所述第二交通工具的所述检测时间吻合的位置以在所述第一交通工具和所述第二交通工具之间建立光链路。所述第一链路可以是RF链路。自由空间光链路可由具有RF阵列、光检测孔和光束引导孔的共形面板建立。

Method and system for building free space optical links

A method and system for establishing a free space optical link, which includes establishing a first link between the first vehicle and the second vehicle and the laser pointing from the first to the second transport vehicles. The method comprises the time to manipulate the laser in a helical mode and to record each incremental position of the laser in the spiral mode on the first vehicle. The method includes the recording laser, detect the second vehicles on the detection time of second vehicles, and the laser control to the second vehicles of the detection time consistent in position between the first vehicle and the second vehicle set up light link. The first link may be an RF link. The free space optical link can be constructed from a conformal panel with an RF array, a light sensing aperture, and a beam guide hole.

【技术实现步骤摘要】
用于建立自由空间光链路的方法和系统
本文所描述的实施例涉及在没有万向光学装置的情况下建立自由空间光链路的系统和方法。
技术介绍
移动交通工具(诸如飞机)之间的通信链路可能难以以安全的方式来建立。如果飞机是军用飞机，则链路的安全性会变得很重要。可建立射频(RF)链路，但如果第三方偶尔扫描到针对该链路使用的频率，则这种链路可能易被截取。两个移动交通工具(诸如飞机)之间的光链路可能是更安全的选择。然而，由于飞机的移动，建立自由空间光链路会呈现一些挑战。光束比RF链路的波束小得多，从而使得更难以将光束指向飞机的外部的适当位置。万向光学装置已在过去用于将光束(诸如激光束)指向平台。然而，为了在两个交通工具之间适当通信，两个平台需要使用万向光学装置。万向光学装置的移动部件可能会导致万向光学装置不可靠以及很昂贵。此外，可能需要显著长的持续时间来通过万向光学装置的移动进行检测、获取和跟踪交通工具。使用万向光学装置的其它缺点可能存在。
技术实现思路
本公开涉及克服上面讨论的一些问题和缺点的方法和系统。一个实施例是一种建立自由空间光链路的方法，包括：在第一交通工具和第二交通工具之间建立第一链路并将激光从第一交通工具指向第二交通工具。所述方法包括以一种模式操纵激光器并在第一交通工具上记录所述模式的激光的每个增量位置的时间。模式可以是螺旋模式。所述方法包括检测第二交通工具上的激光、记录第二交通工具上的检测时间，和将激光操纵与第二交通工具的检测时间重合的位置以在第一交通工具和第二交通工具之间建立光链路。第一链路可以是RF链路。所述方法可包括：在以螺旋模式操纵激光之前通过RF链路指示第一交通工具和第二交通工具中的每个的时间和位置。通过RF链路指示第一交通工具和第二交通工具中的每个的位置还可包括第一交通工具基于虚拟3D模型确定其位置且第二交通工具基于虚拟3D模型确定其位置。所述方法可包括在将激光操纵到与第二交通工具的检测时间重合的位置之前，通过RF链路将激光的检测时间从第二交通工具传输到第一交通工具。所述方法可包括在建立光链路之前，通过RF链路确认由第二交通工具在与检测时间重合的位置处检测到激光。当第二交通工具不能通过RF链路确认激光的检测时，所述方法可包括重复以下步骤：以螺旋模式操纵激光、记录激光沿着螺旋模式的每个增量位置的时间、检测第二交通工具处的激光并记录检测时间、通过RF链路将激光的检测时间从第二交通工具传输到第一交通工具，和将激光操纵到与从第二交通工具传输的检测时间重合的位置，直到第一交通工具通过RF链路接收到由第二交通工具对激光的检测的确认。所述方法可包括断开第一交通工具和第二交通工具之间的RF链路。所述方法可包括通过光链路在第一交通工具和第二交通工具之间传送数据。第一交通工具和第二交通工具可以是飞机。一个实施例是一种用以建立自由空间光链路的系统，其包括：第一交通工具，其在第一交通工具的外部具有至少一个共形面板，至少一个共形面板包括至少一个RF阵列、至少一个光检测孔，和至少一个光束引导孔。系统包括第二交通工具，其在第二交通工具的外部具有至少一个共形面板，至少一个共形面板包括至少一个RF阵列、至少一个光检测孔，和至少一个光束引导孔；其中RF链路可建立在第一交通工具的至少一个共形面板和第二交通工具的至少一个共形面板之间；而且其中光链路可建立在第一交通工具的至少一个共形面板和第二交通工具的至少一个共形面板之间。系统可包括第一交通工具上的第一处理器，第一处理器与虚拟3D模型通信并与第一交通工具的外部的至少一个共形面板的至少一个RF阵列、至少一个光检测孔和至少一个光束引导孔通信。系统可包括第二交通工具上的第二处理器，第二处理器与虚拟3D模型通信并与第二交通工具的外部的至少一个共形面板的至少一个RF阵列、至少一个光检测孔和至少一个光束引导孔通信。可经由光链路和RF链路在第一交通工具和第二交通工具之间传输数据。第一和第二交通工具可包括飞机。光检测孔可包括激光检测器且光束导引孔可包括可由液晶电子操纵的敏捷光束激光器。至少一个共形面板可包括第一交通工具的外部的第一多个共形面板且其中至少一个共形面板包括第二交通工具的外部的第二多个共形面板。一个实施例是一种光链路装置，其包括：共形面板和共形面板上的至少一个射频(RF)阵列，其中RF阵列被配置为与第二RF阵列建立RF链路。光链路装置包括共形面板上的至少一个光检测孔和共形面板上的至少一个光束引导孔。光检测孔被配置为检测激光；且光束引导孔被配置为引导激光。光束引导孔可包括可由液晶电子操纵的敏捷光束激光器。光引导孔可以是围绕共形面板定位的多个激光检测器。RF阵列、光检测孔和光束引导孔可与处理器通信。附图说明图1是用于在两个交通工具之间建立自由空间光链路的系统的一个实施例的示意图。图2示出可用于在两个交通工具之间建立自由空间光链路的共形面板的一个实施例。图3是建立自由空间光链路的方法的一个实施例的流程图。虽然已在图中通过实例的方式示出且将在这里详细地描述具体实施例，但是本公开容许各种修改和替代形式。然而，应理解，本公开并非旨在限于所公开的具体形式。相反，其意图是覆盖落入由所附权利要求所限定的本公开的范围内的所有的修改、等同物和替代物。具体实施方式图1示出两个交通工具，飞机200A和飞机200B，已经在飞机200A和飞机200B之间建立了自由空间光链路120。如本文所讨论，射频(RF)链路110已首先在飞机200A和飞机200B之间建立。在建立RF链路110之前，交通工具200A和200B在两个交通工具200A和200B之间同步了时钟。时钟的同步可以是非常精确的。例如，两个交通工具200A和200B上的时钟可被一起同步，从而具有精确到秒的十亿分之一的精度。与两个移动的交通工具之间的光链路120相比，RF链路110可更容易建立在两个移动的交通工具(诸如飞机200A和飞机200B)之间，如受到本公开的益处的本领域的普通技术人员所理解。一旦RF链路110已经建立，信息即可沿RF链路110被传输，以帮助在移动的飞机200A和200B之间建立光链路120，如本文所讨论。每个交通工具200A和200B的外部都可包括多个共形面板(conformalpanel)100。RF链路110可建立在两个交通工具200A和200B上的面板100之间。激光120然后可从一个交通工具指向另一交通工具，如图1所示，作为从第一飞机200A延伸到第二飞机200B的光链路120。第一飞机200A然后可开始以一种模式移动激光120并跟踪激光120的不同位置以及记录激光120沿该模式移动到不同位置的时间。该模式可以是螺旋模式。第二飞机200B的外部上的面板100可在激光通过螺旋模式旋转时而在各种位置处检测激光120。第二飞机200B然后可通过RF链路110将面板100检测到激光120的各个时间传输到第一飞机200A。在从第二飞机200B接收到同步检测时间后，第一飞机200A可将激光120仅重新定位到由第二飞机200B上的面板100检测的这些位置。第二飞机200B可由飞机200B外部的面板100确认激光120的再检测，并通过RF链路110将确认传送到第一飞机200A。此时，在两个交通工具200A和200B之间建立光链路120且信息可根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建立自由空间光链路的方法，包括：在第一交通工具和第二交通工具之间建立第一链路；将激光从所述第一交通工具指向至所述第二交通工具；以一模式操纵所述激光；在所述第一交通工具上记录所述激光在所述模式中的每个增量位置的时间；检测所述第二交通工具上的所述激光并记录所述第二交通工具上的检测时间；和将所述激光操纵至与所述第二交通工具的所述检测时间吻合的位置以在所述第一交通工具和所述第二交通工具之间建立光链路。

【技术特征摘要】
2015.08.31 US 14/840,9531.一种建立自由空间光链路的方法，包括：在第一交通工具和第二交通工具之间建立第一链路；将激光从所述第一交通工具指向至所述第二交通工具；以一模式操纵所述激光；在所述第一交通工具上记录所述激光在所述模式中的每个增量位置的时间；检测所述第二交通工具上的所述激光并记录所述第二交通工具上的检测时间；和将所述激光操纵至与所述第二交通工具的所述检测时间吻合的位置以在所述第一交通工具和所述第二交通工具之间建立光链路。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模式是螺旋模式，所述方法还包括在以所述螺旋模式操纵所述激光之前，通过作为射频链路的所述第一链路指示所述第一交通工具和所述第二交通工具中的每个的时间和位置。3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过所述射频链路指示所述第一交通工具和所述第二交通工具中的每个的位置还包括：所述第一交通工具基于虚拟3D模型确定所述第一交通工具的位置且所述第二交通工具基于虚拟3D模型确定所述第二交通工具的位置。4.根据权利要求2所述的方法，还包括在将所述激光操纵到与所述第二交通工具的所述检测时间吻合的位置之前，通过所述射频链路将所述激光的所述检测时间从所述第二交通工具传输到所述第一交通工具。5.根据权利要求4所述的方法，还包括在建立所述光链路之前，所述第二交通工具通过所述射频链路确认在与所述检测时间吻合的位置处检测到所述激光。6.根据权利要求5所述的方法，其中，当所述第二交通工具不能通过所述射频链路确认所述激光的检测时，重复以下步骤：以所述螺旋模式操纵所述激光、记录所述激光在所述螺旋模式中的每个增量位置的时间、检测所述第二交通工具处的所述激光并记录所述检测时间、通过所述射频链路将所述激光的所述检测时间从所述第二交通工具传输到所述第一交通工具、以及将所述激光操纵到与从所述第二交通工具传输的所述检测时间吻合的位置，直到所述第一交通工具通过所述射频链路接收到由所述第二交通工具对所述激光的检测的确认。7.根据权利要求5所述的方法，还包括断开所述第一交通工具和所述第二交通工具之间的所述射频链路。8.根据权利要求1所述的方法，还包括通过所述光链路在所述第一交通工具和所述第二交通工具之间传送数据。9.一种用以建立自由空间光链路的系统，包括：第一交通工具，具有位于所述第一交通工具的外部上的至少一个共形面板，所述至少一个共形面板包括至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·M·拉法塔，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US