超远距离光信号传输补偿装置，它涉及光通信发射技术，它解决了信号光在长距离传输中存在光强起伏从而导致信号接收系统信噪比降低、误码率增高、系统性能下降的问题。本发明专利技术的信号光源（１）输出的信号光依次经光纤放大器（２）放大、经光纤分束器（３）分束，原一束信号光被分成多束同步传输的信号光，并且从多个激光信号发射端子（４）的输出端以较大的光束直径和较小的束散角同时向自由空间发射多信道传输的信号光。本发明专利技术提出了一种应用于超远距离光信号传输中的利用多光束发射体制补偿大气随机信道影响的装置，可将光强起伏范围由３７５ｎＷ减小到２５ｎＷ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光通信发射技术。
技术介绍
在进行超长距离的光信号传输，特别是进行星地激光链路通信时，在上行链路中，激光信号由地面终端向卫星终端发射，信号光将穿过大气湍流层。由于大气折射率随时间与空间作无规则变化，信号光的光波参数在传播过程中被随机改变，使光束质量受到严重影响，出现光束截面内的强度闪烁。星上光通信终端在采用强度直接探测的方式对接收信号光进行探测，光强起伏将使系统信噪比降低，误码率增高，系统性能下降。目前我国卫星光通信系统处于研制阶段，尚未研制出有效的大气影响补偿系统。
技术实现思路
为了解决信号光在长距离传输中存在光强起伏从而导致信号接收系统信噪比降低、误码率增高、系统性能下降的问题，本专利技术提供了一种基于多光束发射原理的超远距离光信号传输补偿装置。本专利技术的装置包括信号光源1，所述装置还包括光纤放大器2、光纤分束器3和多个激光信号发射端子4，信号光源1的输出端与光纤放大器2的输入端通过光纤相连，光纤放大器2的输出端与光纤分束器3的输入端通过光纤相连，光纤分束器3的多个输出端分别与多个激光信号发射端子4的输入端通过光纤相连；所述每个激光信号发射端子4由光束整形透镜组4-2和发射天线4-3组成，在每个激光信号发射端子4中光纤输出端4-1输出的信号光输入到光束整形透镜组4-2的光输入端，从光束整形透镜组4-2的光输出端输出平行光束，所述平行光束输入到发射天线4-3的次镜4-3-1的光输入端上，从发射天线4-3的主镜4-3-2的光输出端输出平行光束，光束整形透镜组4-2、发射天线4-3的次镜4-3-1和主镜4-3-2的光轴在同一条直线上。工作原理信号光在一个信道的传输过程中，由于地面终端处于湍流层中，大气中各种尺度的湍流漩涡使得信号光束发生闪烁、漂移等效应，从而导致星上终端接收的信号光的相干直径远大于星上接收天线的孔径，因此接收光信号强度起伏相当于点接收。因此，接收光强起伏严重影响通信质量。但是，当地面终端采用多光束传输时，目标卫星接收到的信号光为地面多个光源发出光场的叠加，这些光场的光强起伏互不相关，且相互抵消，其叠加效果为光强起伏效应被“抹平”，卫星接收到的信号光光强变化趋于平缓。本专利技术利用上述原理将信号光通过光纤传输并经过放大、分束、整形准直及扩束后，从每个激光信号发射端子的输出端以较大的光束直径和较小的束散角向自由空间发射信号光，这时，原始一束信号光就经不同信道向目标终端发射，那么在接收端将是在多个信道传输的信号光的叠加，从而避免了信号光束发生闪烁、漂移等效应。专利技术效果本专利技术基于上述原理，提出了一种应用于超远距离光信号传输中的利用多光束发射体制补偿大气随机信道影响的装置。利用本专利技术的装置可将光强起伏范围由375nW减小到25nW。将本专利技术应用在星地激光链路地面终端时，可使多路光信号在保持高同步性的条件下，由多个不同信道传输至目标卫星，使星上光通信终端接收信号光时，光强起伏范围减小一个数量级，有利于星上光通信终端对光信号进行探测与解调。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是单个激光信号发射端子4的内部结构示意图。具体实施例方式参见图1和图2，本具体实施方式的装置由信号光源1、光纤放大器2、光纤分束器3和四个激光信号发射端子4组成，信号光源1的输出端与光纤放大器2的输入端通过光纤相连，光纤放大器2的输出端与光纤分束器3的输入端通过光纤相连，光纤分束器3的四个输出端分别与四个激光信号发射端子4的输入端通过光纤相连；所述每个激光信号发射端子4由光束整形透镜组4-2和发射天线4-3组成，在每个激光信号发射端子4中光纤输出端4-1输出的信号光输入到光束整形透镜组4-2的光输入端，从光束整形透镜组4-2的光输出端输出平行光束，所述平行光束输入到发射天线4-3的次镜4-3-1的光输入端上，从发射天线4-3的主镜4-3-2的光输出端输出平行光束，光束整形透镜组4-2、发射天线4-3的次镜4-3-1和主镜4-3-2的光轴在同一条直线上。上述信号光源1采用美国T-Netwoks公司的LIM10X激光器，输出的波段范围为1528nm到1563nm，最大调制数据率为10Gbps，输出功率为1mW。上述光纤放大器2采用美国Connet公司的KPS-BT2掺铒光纤放大器，饱和输出功率最大可达37dBm(5W)，可以满足光束远距离传输的输出功率要求。上述光纤分束器3为1×4光纤耦合器，将入射光4等分。上述光束整形透镜组4-2采用传统的光学元器件实现，系统焦距为50mm。上述连接用的光纤的纤径尺寸为9μm，数值孔径为0.13μm，经过光束整形透镜组4-2准直后的光斑直径为13mm。上述发射天线4-3用开普勒式望远镜代替，放大倍数为10，口径为150mm。权利要求1.超远距离光信号传输补偿装置，所述装置包括信号光源(1)，其特征在于所述装置还包括光纤放大器(2)、光纤分束器(3)和多个激光信号发射端子(4)，信号光源(1)的输出端与光纤放大器(2)的输入端通过光纤相连，光纤放大器(2)的输出端与光纤分束器(3)的输入端通过光纤相连，光纤分束器(3)的多个输出端分别与多个激光信号发射端子(4)的输入端通过光纤相连；所述每个激光信号发射端子(4)由光束整形透镜组(4-2)和发射天线(4-3)组成，在每个激光信号发射端子(4)中光纤输出端(4-1)输出的信号光输入到光束整形透镜组(4-2)的光输入端，从光束整形透镜组(4-2)的光输出端输出平行光束，所述平行光束输入到发射天线(4-3)的次镜(4-3-1)的光输入端上，从发射天线(4-3)的主镜(4-3-2)的光输出端输出平行光束，光束整形透镜组(4-2)、发射天线(4-3)的次镜(4-3-1)和主镜(4-3-2)的光轴在同一条直线上。全文摘要超远距离光信号传输补偿装置，它涉及光通信发射技术，它解决了信号光在长距离传输中存在光强起伏从而导致信号接收系统信噪比降低、误码率增高、系统性能下降的问题。本专利技术的信号光源(1)输出的信号光依次经光纤放大器(2)放大、经光纤分束器(3)分束，原一束信号光被分成多束同步传输的信号光，并且从多个激光信号发射端子(4)的输出端以较大的光束直径和较小的束散角同时向自由空间发射多信道传输的信号光。本专利技术提出了一种应用于超远距离光信号传输中的利用多光束发射体制补偿大气随机信道影响的装置，可将光强起伏范围由375nW减小到25nW。文档编号G02F1/35GK1818730SQ200610009808公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月13日 优先权日2006年3月13日专利技术者谭立英, 马晶, 韩琦琦, 于思源 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
超远距离光信号传输补偿装置，所述装置包括信号光源（１），其特征在于所述装置还包括光纤放大器（２）、光纤分束器（３）和多个激光信号发射端子（４），信号光源（１）的输出端与光纤放大器（２）的输入端通过光纤相连，光纤放大器（２）的输出端与光纤分束器（３）的输入端通过光纤相连，光纤分束器（３）的多个输出端分别与多个激光信号发射端子（４）的输入端通过光纤相连；所述每个激光信号发射端子（４）由光束整形透镜组（４－２）和发射天线（４－３）组成，在每个激光信号发射端子（４）中光纤输出端（４－１）输出的信号光输入到光束整形透镜组（４－２）的光输入端，从光束整形透镜组（４－２）的光输出端输出平行光束，所述平行光束输入到发射天线（４－３）的次镜（４－３－１）的光输入端上，从发射天线（４－３）的主镜（４－３－２）的光输出端输出平行光束，光束整形透镜组（４－２）、发射天线（４－３）的次镜（４－３－１）和主镜（４－３－２）的光轴在同一条直线上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭立英，马晶，韩琦琦，于思源，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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