一种基于光子灯笼的相干接收系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种基于光子灯笼的相干接收系统及方法，所述系统包括：接收天线、光子灯笼、相干接收机：所述接收天线，用于接收自由空间光，将所述自由空间光进行耦合；所述光子灯笼，用于接收耦合后的自由空间光，将所述耦合后的自由空间光转换成多路单模光信号，并传输所述多路单模光信号；所述相干接收机，用于接收所述多路单模光信号，将所述多路单模光信号进行相干合路，得到一路光信号。本发明专利技术实施例提供的基于光子灯笼的相干接收系统及方法既能提高空间光的耦合效率，又能实现多种模式混杂时的相干接收。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光子灯笼的相干接收系统及方法
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种基于光子灯笼的相干接收系统及方法。
技术介绍
空间光通信技术，相比于传统的无线通信技术，具有两方面优势，一是保密性强，只有在光束传播的直线上，信息才能被截获；二是频谱范围大，带宽资源丰富，无需经过授权就可以使用。空间光通信技术在卫星宽带数据传输、军事保密通联、空中交通管制和网络无缝覆盖等领域的应用前景广阔。通信质量是空间光通信技术的研究重点，大气干扰效应会使光信号的功率和相位产生畸变，导致通信质量下降，其中湍流大气会导致激光出现光束漂移、扩展，影响光束耦合,使得光束无法顺利耦合入光纤中,光束中的各个模式也无法被分集接收,从而无法实现可靠的通信。针对大气干扰效应中的湍流大气对光信号产生的影响，为了提高湍流条件下自由空间光到单模光纤的耦合效率，以及提高空间光通信相干接收性能，现有技术采用基于单路耦合的相干接收方法，采用多种途径提高空间光到单模光纤的耦合效率，通常采用单模光纤和多模光纤。单模光纤只能接收单一模式的光信号，并将接收到的单一模式光信号传输给相干接收机，对于单模光信号而言，相干接收机易于实现高效相干接收，但单模光纤的芯径太小，强湍流大气下，光的耦合效率低；采用多模光纤相干接收时，多模光纤的芯径大，强湍流大气下，耦合效率较高，但是多模光纤输出光的模式包括多模光信号、少模光信号、单模光信号、模式混杂，相干接收机对多种模式混杂的光信号难以实现单模光信号的相干接收。综上，基于单路耦合的接收方法无法同时提高湍流条件下自由空间光的耦合效率和空间光通信相干接收性能。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于光子灯笼的相干接收系统及方法，通过引入光子灯笼，将多个模式的光输出为多路的单模光信号，以实现在湍流条件下,既能提高空间光的耦合效率，又能实现多种模式混杂时的相干接收。具体技术方案如下：为达到上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种基于光子灯笼的相干接收系统，包括：接收天线、光子灯笼、相干接收机：所述接收天线，用于接收自由空间光，将所述自由空间光进行耦合；所述光子灯笼，用于接收耦合后的自由空间光，将所述耦合后的自由空间光转换成多路单模光信号，并传输所述多路单模光信号；所述相干接收机，用于接收所述多路单模光信号，将所述多路单模光信号进行相干合路，得到一路光信号。所述接收天线包括：耦合透镜，用于将所述自由空间光进行耦合。所述光子灯笼，具体用于将所述耦合后的自由空间光中的多种模式光转换成多路单模光信号。所述相干接收机，具体用于将所述多路单模光信号依次进行相干混频、平衡接收、数模转换、数字信号处理技术处理。第二方面，本专利技术还提供了一种基于光子灯笼的相干接收方法，应用于如上所述的基于光子灯笼的相干接收系统，所述方法包括：接收天线接收自由空间光，将所述自由空间光进行耦合；光子灯笼接收耦合后的自由空间光，将所述耦合后的自由空间光转换成多路单模光信号，并传输所述多路单模光信号；相干接收机接收所述多路单模光信号，将所述多路单模光信号实现相干合路，得到一路光信号。所述将所述自由空间光进行耦合，包括：所述自由空间光通过耦合透镜进行耦合。所述光子灯笼，将所述耦合后的自由空间光转换成多路单模光信号，包括：将所述耦合后的自由空间光中的多种模式光转换成多路单模光信号。所述相干接收机接收所述多路单模光信号之后，所述方法包括：将所述多路单模光信号依次进行相干混频、平衡接收、数模转换、数字信号处理技术处理。本专利技术实施例提供的基于光子灯笼的相干接收系统及方法，通过引入光子灯笼，将多个模式的光输出为多路的单模光信号，以实现在湍流条件下,既能提高空间光的耦合效率，又能实现多种模式混杂时的相干接收。当然，实施本专利技术的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。图1为本专利技术实施例的系统结构示意图；图2为本专利技术实施例中应用光子灯笼的结构示意图；图3为本专利技术实施例的相干接收机对于一路光信号单位接收处理框图；图4为本专利技术实施例对于多路单模光信号的相干接收框图；图5为本专利技术实施例的一种整体结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的基于光子灯笼的相干接收方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。空间光通信技术，相比于传统的无线通信技术，具有两方面优势，一是保密性强，只有在光束传播的直线上，信息才能被截获；二是频谱范围大，带宽资源丰富，无需经过授权就可以使用。空间光通信技术在卫星宽带数据传输、军事保密通联、空中交通管制和网络无缝覆盖等领域的应用前景广阔。通信质量是空间光通信技术的研究重点，大气干扰效应会使光信号的功率和相位产生畸变，导致通信质量下降，其中湍流大气会导致激光出现光束漂移、扩展，影响光束耦合,使得光束无法顺利耦合入光纤中,光束中的各个模式也无法被分集接收,从而无法实现可靠的通信。针对大气干扰效应中的湍流大气对光信号产生的影响，为了提高湍流条件下自由空间光到单模光纤的耦合效率，以及提高空间光通信相干接收性能，现有技术采用基于单路耦合的相干接收方法，采用多种途径提高空间光到光纤的耦合效率，通常采用单模光纤和多模光纤。单模光纤只能接收单一模式的光信号，并将接收到的单一模式光信号传输给相干接收机，对于单模光信号而言，相干接收机易于实现高效相干接收，但单模光纤的芯径太小，强湍流大气下，光的耦合效率低；采用多模光纤相干接收时，多模光纤的芯径大，强湍流大气下，耦合效率较高，但是多模光纤输出光的模式包括多模光信号、少模光信号、单模光信号、模式混杂，相干接收机对多种模式混杂的光信号难以实现单模光信号的相干接收。所以基于单路耦合的接收方法无法同时提高湍流条件下自由空间光的耦合效率和空间光通信相干接收性能。为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于光子灯笼的相干接收系统，以下分别进行详细说明。第一方面，本专利技术提供了一种基于光子灯笼的相干接收系统，图1为本专利技术实施例的系统结构示意图，该系统包括：接收天线101、光子灯笼102、相干接收机103；其中，接收天线101，用于接收自由空间光，将自由空间光进行耦合；自由空间光通信，是以大气为介质,以激光为载波来传输信息的通信方式。对于光信号接收端的接收天线，应该尽可能多的接收包含目标信号在内的自由空间光，然后将自由空间光耦合到滤波器或者其他光信号处理端。本专利技术实施例中的接收天线101的作用就是接收自由空间光，并将自由空间光耦合。自由空间光中含有多种模式的光，耦合后的自由空间光仍然含有多种模式。光子灯笼102，用于接收耦合后的自由空间光，将耦合后的自由空间光转换成多路单模光信号，并传输多路单模光信号；光子灯笼102是一种光学器件，是将多根单模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光子灯笼的相干接收系统，其特征在于，包括：接收天线、光子灯笼、相干接收机：所述接收天线，用于接收自由空间光，将所述自由空间光进行耦合；所述光子灯笼，用于接收耦合后的自由空间光，将所述耦合后的自由空间光转换成多路单模光信号，并传输所述多路单模光信号；所述相干接收机，用于接收所述多路单模光信号，将所述多路单模光信号进行相干合路，得到一路光信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于光子灯笼的相干接收系统，其特征在于，包括：接收天线、光子灯笼、相干接收机：所述接收天线，用于接收自由空间光，将所述自由空间光进行耦合；所述光子灯笼，用于接收耦合后的自由空间光，将所述耦合后的自由空间光转换成多路单模光信号，并传输所述多路单模光信号；所述相干接收机，用于接收所述多路单模光信号，将所述多路单模光信号进行相干合路，得到一路光信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收天线包括：耦合透镜，用于将所述自由空间光进行耦合。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光子灯笼，具体用于将所述耦合后的自由空间光中的多种模式光转换成多路单模光信号。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述相干接收机，具体用于将所述多路单模光信号依次进行相干混频、平衡接收、数模转换、数字信号处理技术处理。5.一种基于光子灯笼的相干接收方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍剑，郑东昊，李贝贝，李岩，李蔚，赛晓蔚，于智豪，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11