用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统，包括反射式平行光管、振镜、分光棱镜、光纤耦合器、光束分析仪、波分复用器、光环形器、雪崩式光电探测器、FPGA控制单元、激光器、供电单元、二维转台。同时提供了一种利用该系统实现的星间激光链路测试方法。本发明专利技术利用信标光控制装置补偿测试光链路的信道衰减，同时根据不同链路距离和指向误差带来的光束传输几何损耗，模拟实际在轨状态下的空间链路损耗和不同工况下空间激光链路传输带来的时延，为双向扫描、捕获和跟踪系统提供更接近真实在轨环境的模拟测试环境。更接近真实在轨环境的模拟测试环境。更接近真实在轨环境的模拟测试环境。

【技术实现步骤摘要】
用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统及方法


[0001]本专利技术涉及于空间自由激光通信
，具体地，涉及一种用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统及方法。

技术介绍

[0002]自由空间激光通信是指以激光作为载体，在大气或真空中传递数据信息的光通信技术。卫星光通信已在深空卫星之间、同步轨道卫星(GEO)之间、中轨道卫星(MEO) 之间、低轨道卫星(LEO)之间、以及卫星与地面站之间得到大量应用。由于星间通信距离达到数千千米甚至更远，激光光束发散角很小，因此空间激光通信对指向要求非常高，通常采用APT(瞄准，捕获，跟踪)系统实现星间光通信双方快速建立链路，精确对准，稳定跟踪和通信。
[0003]目前在卫星载荷地面模拟跟瞄捕获和通信测试时由于测试使用的激光器功率较低，经过测试光链路的衰减后难以满足测试需求，对测试光链路的要求较高。目前地面测试常采用透射式平行光管模拟空间信道，光路较长，且光路中间不能有遮挡，空间利用率较小。
[0004]目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统，其特征在于，包括两组模拟组件以及信标光控制装置；其中：每一组所述模拟组件均包括：反射式平行光管(1)、振镜(2)、分光棱镜(3)、光束分析仪(4)、光纤耦合器(5)、波分复用器(6)、信标光控制装置和二维转台(12)；所述信标光控制装置包括两组依次设置的控制组件和供电单元(11)，其中每一组所述控制组件均包括依次设置的光环形器(7)、雪崩式光电探测器(8)、FPGA控制单元(9)和激光器(10)，形成一路光链路；所述二维转台(12)放置于所述反射式平行光管(1)的一端，所述振镜(2)同光轴放置于所述反射式平行光管(1)的第三反射镜一侧，所述分光棱镜(3)沿光轴方向放置于所述振镜(2)的一端，所述光束分析仪(4)沿所述分光棱镜(3)的透射光轴方向放置，所述光纤耦合器(5)沿所述分光棱镜(3)的反射光轴方向放置，所述波分复用器(6)的复用端与所述光纤耦合器(5)连接，所述波分复用器(6)的第一端口与所述光环形器(7)的a端连接，两个所述波分复用器(6)的第二端口彼此连接；所述光环形器(7)的b端与所述雪崩式光电探测器(8)的光输入端连接，所述光环形器(7)的c端与所述激光器(10)的输出端连接，所述雪崩式光电探测器(8)通过与所述FPGA控制单元(9)的输入端连接，所述FPGA控制单元(9)的输出端与所述激光器(10)的驱动信号输入端连接；所述雪崩式光电探测器(8)、FPGA控制单元(9)、激光器(10)的电源线分别与所述供电单元(11)连接。2.根据权利要求1所述的用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统，其特征在于，所述波分复用器(6)的第一端口为808nm端口，所述808nm端口通过法兰与所述光环形器(7)的a端连接；所述波分复用器(6)的第二端口为1550nm端口，两个所述波分复用器(6)的1550nm端口通过法兰连接。3.根据权利要求1所述的用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统，其特征在于，所述雪崩式光电探测器(8)通过BNC
‑
SMA接口与所述FPGA控制单元(9)的输入端连接，所述FPGA控制单元(9)的输出端通过SMA
‑
SMA接口与所述激光器(10)的驱动信号输入端连接。4.根据权利要求1所述的用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统，其特征在于，所述激光器(10)为808nm激光器。5.一种利用权利要求1
‑
4中任一项所述的用于空间光通信的星间激光链路测试模拟系统实现的星间激光链路测试方法，其特征在于，在第一所述二维转台(12)和第二所述二维转台(12)上分别放置一个卫星激光终端；将第一所述卫星激光终端的发射光口对准第一所述反射式平行光管(1)，开启信标光和信号光，经第一所述反射式平行光管(1)汇聚后出射至第一所述振镜(2)表面，经过第一所述振镜(2)反射后通过第一所述分光棱镜(3)分成透射光束和反射光束，其中，所述反射光束通过第一所述光纤耦合器(5)汇聚到第一所述波分复用器(6)的复用端，所述透射光束通过第一所述光束分析仪(4)观察汇聚光斑的位置，进而判断所述反射光束是否耦合进入第一所述光纤耦合器(5)；第一所述波分复用器(6)将不同波长的信标光和信号光分离；将信号光传输至第二所述波分复用器(6)的第二端口；将信标光传输至第一所述光环形器(7)的a端口，从第一所述光环形器(7)的b端口输出至第一所述雪崩式光电二极管(8)，第一所述雪崩式光电二极管(8)接收到信标光后通过光电转换输出相应的电压信号至第一所述FPGA控制单元(9)，第一所述FPGA控制单元(9)对电压信号进行分析，输出驱动信号至
第一所述激光器(10)驱动第一所述激光器(10)输出相应功率的激光；输出的激光通过第二所述光环形器(7)的c端口输入，从第二所述光换形器(7)的a端口输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴潇杰，李佳蔚，陈志强，罗辉明，宾博逸，孙建锋，朱韧，侯霞，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：