一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端、系统以及方法技术方案

一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端、系统以及方法，属于激光通信技术领域。本发明专利技术解决了现有多波长匹配通信网系统的激光通信终端中波长无法完成自由配对的问题。所述终端包括多波长发射模块和多波长接收模块，所述多波长发射模块能够发射至少两个波长的激光信号，所述多波长接收模块能够接收至少两个波长的激光信号，并且，所述多波长接收模块能够接收多波长发射模块发射的任意一种波长的激光信号，所述多波长接收模块能够根据接收到的激光信号获取其波长数据，并将该波长数据发送给多波长发射模块，所述多波长发射模块能够根据所述接收到的波长数据发射相应波长的激光信号。射相应波长的激光信号。射相应波长的激光信号。

A wavelength adaptive matching terminal, system and method for multi wavelength free matching laser communication

【技术实现步骤摘要】
一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端、系统以及方法


[0001]本专利技术涉及激光通信
，具体涉及一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端、系统以及方法。

技术介绍

[0002]空间激光通信具有通信速率高、抗干扰能力强的特点，但由于通信激光束散角较小，为了保证双工通信时系统自身收发的隔离度，激光通信系统的收发激光多采用同波段异波长的配置方式，结合对应波长的窄带滤光片实现系统的收发隔离，这要求通信双方接收和发射的激光波长要严格对应，造成两台通信终端具有严格的波长匹配关系。所以，在实际应用中很多场景要求两台或多台激光通信终端间要具有双工通信能力，以实现一点可对不同节点进行通信。
[0003]因此，现有的多波长匹配通信网系统存在以下缺陷为：无法实现任意通信网系统间的波长匹配，即无法完成自由配对通信。
[0004]综上因素，虽然现有的多波长匹配通信网系统可以实现激光通信的目的，但仍无法完成自由配对通信。
[0005]因此，在现有技术中，针对现有的多波长匹配通信网系统的激光通信终端中波长无法完成自由配对，例如：专利文献CN112543059A公开了“一种共接收光路无线激光通信组网天线”，通过共用光学单元将多个跟踪瞄准单元和通信与探测单元连接，根据通信目标的空间位置和通信波长，灵活匹配跟踪瞄准单元和通信与探测单元，实现同多个目标同时通信。该专利文献所述技术方案仅仅能够解决跟踪瞄准单元和通信与探测单元匹配的问题，没有明确提出激光通信无法完成自由配对通信的技术方案。专利文献CN113839714A公开了“一种通信光收发一体的空间激光通信终端”，采用通信光代替信标光，实现收发共光路，实现了收发光路结构的大大简化。该专利文献能够大大简化收发光路结构，其技术方案也不能够给出针对激光通信无法完成自由配对提出解决方案。
[0006]现有技术中，曾经冯轶斌等人在2001年08月发表了论文“多波长全光环网路由寻径和波长分配算法”中，针对有线光通信系统提出一种多波长的相关技术，主要是根据已知光信号波长的前提下，通过匹配算法获得发射和接收的激光波长，然后通过控制方法控制接收和发射端同时切换成相匹配的波长下实现通信。但是，该方法需要首先获得通信用的光波长，然后再通过匹配算法来获得通信时发射和接收端的波长，最后同步控制二者的波长。首先，该方法仅仅适用于有线光通信系统、不适用于无线通信系统；其次，该方法需要先获知通信用的波长；最后，该方法需要复杂的算法来获得发射和接收端的波长。
[0007]在自由组网的无线激光通信系统中，为了保证任意两个终端可随时进行激光通信，终端需配备至少两种激光收发波长组合，激光通信和接收采用不同的波长，通过两个终端选取各自的激光收发波长组合使两终端间的接收和发射波长一致，实现全双工通信，同时保证自身终端通信收发隔离度。由于一般两激光通信终端间除激光链路外不存在其他辅
助通信链路，所以在激光通信链路建立前，两个通信终端间无法进行信息传输，无法获知对方的波长组合状态也就无法确定自身收发激光的波长组合，这造成两个终端间无法进行激光链路建链，也就无法通信。因此，具有多个波长组合的自由组网激光通信系统中，如何实现系统在无辅助通信下的波长自适应匹配成为其通信链路建立的核心关键问题，也是系统是否可以实现激光通信的前提条件。

技术实现思路

[0008]本专利技术解决了现有的多波长匹配通信网系统的激光通信终端中波长无法完成自由配对的问题。
[0009]本专利技术所述的一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端，所述终端包括多波长发射模块和多波长接收模块，所述多波长发射模块能够发射至少两个波长的激光信号，所述多波长接收模块能够接收至少两个波长的激光信号，并且，所述多波长接收模块能够接收多波长发射模块发射的任意一种波长的激光信号，所述多波长接收模块能够根据接收到的激光信号获取其波长数据，并将该波长数据发送给多波长发射模块，所述多波长发射模块能够根据所述接收到的波长数据发射相应波长的激光信号。
[0010]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多波长发射模块包括多波长激光信号发射部件和光切换开关，所述多波长激光信号发射部件能够发射至少两个波长的激光信号，所述多波长激光信号发射部件发射激光信号至光切换开关，所述光切换开关用于根据接收到的波长数据选择相应波长的输入激光信号发射输出。
[0011]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多波长激光信号发射部件包括至少两个激光发射器，每个激光发射器用于发射一种波长的激光信号。
[0012]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多波长接收模块包括接收镜头、滤光旋转结构和接收探测器，所述滤光旋转结构能够通过旋转过滤不同波长的激光信号，经所述接收镜头接收的激光信号发射至滤光旋转结构，经所述滤光旋转结构过滤后输出至接收探测器，所述接收探测器输出波长数据输出给所述多波长发射模块。
[0013]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多波长接收模块还包括滤光旋转结构控制部件，该滤光旋转结构控制部件用于控制滤光旋转结构匀速旋转，还用于在接收到波长数据时、控制所述滤光旋转结构旋转至能透射所述波长数据的激光信号的位置并停止，所述接收探测器还发射波长数据发送至滤光旋转结构控制部件。
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述滤光旋转结构包括窄带滤光片旋转盘和多个窄带滤光片，所述窄带滤光片旋转盘上沿圆周均匀分布设置有多个通孔，所述通孔的个数比窄带滤光片的个数多1，每个通孔内部嵌入并固定一个所述的窄带滤光片，没有嵌入窄带滤光片的通孔为空挡位置。
[0015]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述滤光旋转结构包括窄带滤光片旋转盘和多个窄带滤光片，所述窄带滤光片旋转盘上沿圆周均匀分布设置有多个通孔，所述通孔的个数为窄带滤光片个数的两倍，所述多个窄带滤光片均匀分布固定在通孔内，相邻两个窄带滤光片之间留有一个通孔作为空挡位置。
[0016]本专利技术所述的一种应用于多波长自由匹配激光通信系统，所述通信系统包括两个终端，分别为终端A和终端B，所述终端为上述方法任意一种波长自适应匹配终端。
[0017]本专利技术所述的一种应用于多波长自由匹配激光通信系统的多波长自由匹配通信方法，所述多波长自由匹配通信方法包括：
[0018]终端A和终端B中的滤光旋转结构均旋转至空挡位置，使得接收镜头接收到的激光信号能够直接发射至接收探测器的光信号接收端；
[0019]终端A和终端B进行初始对准；
[0020]终端A通过其内部的光切换开关选择一种波长的激光信号发射输出；
[0021]终端B接收到激光信号之后，控制其内部的滤光旋转结构旋转，并根据接收探测器接收到的光信号的变化、控制所述滤光旋转结构停止到指定位置，使得所述滤光旋转结构中与接收到的激光信号的波长相适应的滤光片位于接收镜头与所述接收探测器之间，完成终端B的滤光片选择；
[0022]终端B根据接收到的激光信号的波长，控制其内部的投切开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端，其特征在于，所述终端包括多波长发射模块(1)和多波长接收模块(2)，所述多波长发射模块(1)能够发射至少两个波长的激光信号，所述多波长接收模块(2)能够接收至少两个波长的激光信号，并且，所述多波长接收模块(2)能够接收多波长发射模块(1)发射的任意一种波长的激光信号，所述多波长接收模块(2)能够根据接收到的激光信号获取其波长数据，并将该波长数据发送给多波长发射模块(1)，所述多波长发射模块(1)能够根据所述接收到的波长数据发射相应波长的激光信号。2.根据权利要求1所述的波长自适应匹配终端，其特征在于，所述多波长发射模块(1)包括多波长激光信号发射部件和光切换开关(5)，所述多波长激光信号发射部件能够发射至少两个波长的激光信号，所述多波长激光信号发射部件发射激光信号至光切换开关(5)，所述光切换开关(5)用于根据接收到的波长数据选择相应波长的输入激光信号发射输出。3.根据权利要求2所述的波长自适应匹配终端，其特征在于，所述多波长激光信号发射部件包括至少两个激光发射器，每个激光发射器用于发射一种波长的激光信号。4.根据权利要求1所述的波长自适应匹配终端，其特征在于，所述多波长接收模块(2)包括接收镜头(7)、滤光旋转结构和接收探测器(11)，所述滤光旋转结构能够通过旋转过滤不同波长的激光信号，经所述接收镜头(7)接收的激光信号发射至滤光旋转结构，经所述滤光旋转结构过滤后输出至接收探测器(11)，所述接收探测器(11)输出波长数据输出给所述多波长发射模块(1)。5.根据权利要求4所述的波长自适应匹配终端，其特征在于，所述多波长接收模块(2)还包括滤光旋转结构控制部件，该滤光旋转结构控制部件用于控制滤光旋转结构(8)匀速旋转，还用于在接收到波长数据时、控制所述滤光旋转结构旋转至能透射所述波长数据的激光信号的位置并停止，所述接收探测器(11)还发射波长数据发送至滤光旋转结构控制部件。6.根据权利要求4所述的波长自适应匹配终端，其特征在于，所述滤光旋转结构包括窄带滤光片旋转盘和多个窄带滤光片(9)，所述窄带滤光片旋转盘上沿圆周均匀分布设置有多个通孔，所述通孔的个数比窄...

【专利技术属性】
技术研发人员：董科研，李小明，赵馨，宋延嵩，常帅，朱国帅，李佳岩，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：