抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法技术方案

本申请涉及一种抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法。该方法包括：监测空间激光通信系统中接收端接收到的信标光光强；当监测到信标光光强小于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；根据信标光光强改变百分比，从预设的第一映射关系表中，获取光强放大倍数；根据光强放大倍数，调整第一掺铒光纤放大器对信标光的放大倍数，以及第二掺铒光纤放大器对信号光的放大倍数；当监测到信标光光强大于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；根据信标光光强改变百分比，从预设第二映射关系表中，获取偏摆镜角度；根据偏摆镜角度，调节偏摆镜的角度，调整接收端接收信标光和信号光的光强。从而提高空间激光通信系统通信质量。

【技术实现步骤摘要】
抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法
本申请涉及空间激光通信
，特别是涉及一种抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法。
技术介绍
激光通信相比于传统的微波通信，具有频率高、光束范围小、抗电磁干扰小等特点，因为激光通信具有更高的传输速率，更好的通信保密性等优势。传统的空间激光通信链路一般包括三个部分，分别是光学跟瞄系统、通信系统与传输信道，为了建立与保持空间激光通信链路，需要跟瞄系统负责瞄准、捕获与跟踪(PAT)，跟瞄系统一般包括粗瞄与精瞄系统。基于现有的跟瞄装置可以实现良好的对准，即实现发射端与接收端的终端通信光轴对准，而实际中，首先，由于发射与接收的镜筒会受到摆动、振动与热膨胀等因素影响，会造成指向抖动从而光轴无法精确对准，指向抖动分为两部分，一部分是视轴误差，即固定的光束中心的偏移，这部分是机械系统设计时产生的；另一部分是抖动误差，即造成光束随机的在理想光束中心附近产生抖动，由于接收器件孔径有限，因此光束中心的偏移会导致接收光强减少，从而会降低系统的通信性能。其次，激光在自由空间中传输，由于自由空间中大气一直处于运动状态，因此需要考虑大气湍流的影响，大气湍流主要会造成两方面的影响，一是由于大气折射率的随机起伏而引起的接收光强的随机起伏，被称作光强闪烁效应；而是由于接收处的光斑中心发生的随机偏移，被称作光束漂移效应，因此大气湍流会在指向抖动基础上进一步影响激光信号的传输，在空间激光通信系统中，当光束穿过大气层时，接收端的信号光强将发生随机变化，从而对整个系统的通信性能造成较大的影响。因此，现有的跟瞄子系统可以实现良好的发射端与接收端的终端通信光轴对准，但由于指向抖动及大气湍流的影响，接收端的光强将产生随机变化，即造成接收端光强相比于无指向抖动及大气湍流影响下，可能增大也可能减小，导致通信质量低。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高通信质量的抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法。一种抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法，所述方法包括：监测空间激光通信系统中接收端接收到的信标光光强；当监测到所述信标光光强小于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；根据所述信标光光强改变百分比，从预设的第一映射关系表中，获取光强放大倍数；根据所述光强放大倍数，调整第一掺铒光纤放大器对信标光的放大倍数，以及第二掺铒光纤放大器对信号光的放大倍数；当监测到所述信标光光强大于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；根据所述信标光光强改变百分比，从预设第二映射关系表中，获取偏摆镜角度；根据所述偏摆镜角度，调节所述偏摆镜的角度，调整接收端接收所述信标光和所述信号光的光强。在其中一个实施例中，所述预设校正标准值的确定方式，包括：将所述空间激光通信系统中发射端的信标光开启为恒功率模式，所述偏摆镜处于初始位置，所述掺铒光纤放大器的放大倍数为未放大的条件下，连续采集预设时长接收端接收到的信标光光强；根据所述信标光光强进行分析，获得信标光的平均光强；将所述信标光的平均光强作为预设校正标准值。在其中一个实施例中，所述预设的第一映射关系表的建立方式，包括：将所述空间激光通信系统中发射端的信标光开启为恒功率模式，所述偏摆镜处于初始位置，所述掺铒光纤放大器的放大倍数为未放大的条件下；根据所述掺铒光纤放大器的放大倍数按照预设倍数的间隔步进增大的方式，将掺铒光纤放大器的放大倍数从放大0dB逐步调整至放大10dB，并获取调整后对应的第一信标光标准光强；根据所述第一信标光标准光强和所述预设校正标准值进行分析，获得第一标准光强改变百分比；根据所述掺铒光纤放大器的放大倍数和所述第一标准光强改变百分比，生成所述掺铒光纤放大器的放大倍数与所述第一标准光强改变百分比的映射关系表；所述掺铒光纤放大器的放大倍数与所述第一标准光强改变百分比的映射关系表作为预设的第一映射关系表。在其中一个实施例中，所述预设的第二映射关系表的建立方式，包括：将所述空间激光通信系统中发射端的信标光开启为恒功率模式，所述偏摆镜处于初始位置，所述掺铒光纤放大器的放大倍数为未放大的条件下；根据所述偏摆镜从初始位置按照1毫弧度的步进调节方式，逐步调节至偏离初始位置20毫弧度，每个调节1毫弧度，获取调节后对应的信标光的第二信标光标准光强；根据所述第二信标光标准光强和所述预设校正标准值进行分析，获得第二标准光强改变百分比；根据所述偏摆镜的偏离角度和所述第二标准光强改变百分比，生成所述偏摆镜的偏离角度与所述第二标准光强改变百分比的映射关系表；所述偏摆镜的偏离角度与所述第二标准光强改变百分比的映射关系表作为预设的第二映射关系表。上述抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法，通过监测空间激光通信系统中接收端接收到的信标光光强；当监测到信标光光强小于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；根据信标光光强改变百分比，从预设的第一映射关系表中，获取光强放大倍数；根据光强放大倍数，调整第一掺铒光纤放大器对信标光的放大倍数，以及第二掺铒光纤放大器对信号光的放大倍数；当监测到信标光光强大于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；根据信标光光强改变百分比，从预设第二映射关系表中，获取偏摆镜角度；根据偏摆镜角度，调节偏摆镜的角度，调整接收端接收信标光和信号光的光强。通过监测接收到的信标光的光强对空间激光通信系统的参数进行调整，从而实现同时抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流对信号光的光强的影响，从而提高了空间激光通信系统的通信质量。附图说明图1为指向抖动与半径偏移概率密度曲线示意图；图2为大气湍流影响和大气湍流与指向抖动影响与接收光强概率密度曲线示意图；图3为一个实施例中抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法的应用场景示意图；图4为一个实施例中抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法的流程示意图；图5为抑制前和抑制后的对比示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。对指向抖动和大气湍流的说明如下：在实际情况下，存在指向抖动和大气湍流的影响。指向抖动分为视轴误差和抖动误差，如图1所示指向抖动与半径偏移概率密度曲线示意图，因为存在指向抖动的影响，因此接收端的半径会产生随机的偏移，其偏移符合一定的概率密度曲线，接收端光束中心的偏移进而会导致接收端光强减少，进而影响通信性能。由于接收天线半径有限，当光束产生偏移时，会造成接收到的光强减少，指向抖动对接收端半径偏移的概率密度函数为：其中，ρw(r)是指向抖动对接收端半径偏移的概率密度函数，r是接收端的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法，其特征在于，所述方法包括：/n监测空间激光通信系统中接收端接收到的信标光光强；/n当监测到所述信标光光强小于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；/n根据所述信标光光强改变百分比，从预设的第一映射关系表中，获取光强放大倍数；/n根据所述光强放大倍数，调整第一掺铒光纤放大器对信标光的放大倍数，以及第二掺铒光纤放大器对信号光的放大倍数；/n当监测到所述信标光光强大于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；/n根据所述信标光光强改变百分比，从预设第二映射关系表中，获取偏摆镜角度；/n根据所述偏摆镜角度，调节所述偏摆镜的角度，调整接收端接收所述信标光和所述信号光的光强。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑制空间激光通信系统中指向抖动和大气湍流影响的方法，其特征在于，所述方法包括：
监测空间激光通信系统中接收端接收到的信标光光强；
当监测到所述信标光光强小于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；
根据所述信标光光强改变百分比，从预设的第一映射关系表中，获取光强放大倍数；
根据所述光强放大倍数，调整第一掺铒光纤放大器对信标光的放大倍数，以及第二掺铒光纤放大器对信号光的放大倍数；
当监测到所述信标光光强大于预设校正标准值时，获取信标光光强改变百分比；
根据所述信标光光强改变百分比，从预设第二映射关系表中，获取偏摆镜角度；
根据所述偏摆镜角度，调节所述偏摆镜的角度，调整接收端接收所述信标光和所述信号光的光强。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设校正标准值的确定方式，包括：
将所述空间激光通信系统中发射端的信标光开启为恒功率模式，所述偏摆镜处于初始位置，所述掺铒光纤放大器的放大倍数为未放大的条件下，连续采集预设时长接收端接收到的信标光光强；
根据所述信标光光强进行分析，获得信标光的平均光强；
将所述信标光的平均光强作为预设校正标准值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的第一映射关系表的建立方式，包括：
将所述空间激光通信系统中发射端的信标光开启为恒功率模式，所述偏摆镜处于初始位置，所述掺铒光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李密，曾丞，刚泽宇，汪学，张越行，施跃春，陈向飞，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32