本发明专利技术涉及空间激光通信领域，具体涉及一种飞机间组网测距通信一体化装置及方法。装置包括结构相同的光端机A和光端机B，光端机A包括调制器、激光器、光放大器1、光放大器2、探测器、数据处理器、光纤环形器、耦合器、红外跟踪相机、能量分光镜和电磁振镜；光纤环形器分别与光放大器1、光放大器2和耦合器连接；光放大器1与探测器连接，探测器与数据处理器连接；光放大器2与激光器连接，激光器与调制器连接；耦合器与电磁振镜之间放置能量分光镜，红外跟踪相机与电磁振镜连接。在不影响激光通信链路数据传输的基础上，实现飞机间组网，同时使用双向单程伪距测量技术可根据反馈的时间戳信号完成飞机间的距离测量。完成飞机间的距离测量。完成飞机间的距离测量。
【技术实现步骤摘要】
一种飞机间测距通信一体化装置及方法
[0001]本专利技术涉及空间激光通信领域，具体涉及一种飞机间组网测距通信一体化装置及方法。
技术介绍
[0002]随着科技的不断进步，人们对通信的速率、带宽、保密性等要求也不断提高。在适度的功率水平下，以激光作为传输载体更适合进行远距离信息传输。此外，激光通信具有容量大、功耗低、带宽高、频谱资源不受限和质量轻等优势，使其在国防、军事和民用通信等领域都具有广阔的应用前景，更受到国内外研究者的广泛关注。空间激光通信目前主要应用于星际通信领域，随着其中各关键技术的不断成熟和人类对大气激光传输理论的深入研究，机载激光通信开始受到世界各国的重视。
[0003]机载激光通信的应用范围广泛，激光测距通信一体化技术以激光光束为载体，将激光测距仪和通信信息共用同一束激光和硬件平台，实现全双工接收机完成测距和通信双重功能，可适应未来深空探测活动对高速率通信、高精度测距的任务需求，是深空测控通信的重要发展方向。
[0004]对于全双工接收机，收发隔离是系统工作时的一个重要指标，如果系统的收发隔离解决不好,会造成发射时接收通道无法正常工作，还有可能会引起接收通道的自激，若是在大功率条件下,甚至会造成接收通道前端放大器的损坏，因此，有必要对系统中收发隔离的理论和实现方法进行研究。
技术实现思路
[0005]针对上述问题本专利技术提供一种飞机间测距通信一体化装置及方法，在实现飞机间测距通信一体化操作的同时，解决系统中收发隔离的问题。
[0006]所述装置包括光端机A和光端机B，所述光端机A和光端机B摆放在大气信道的同一水平面上，且保持链路无遮挡；所述光端机A包括调制器、激光器、光放大器1、光放大器2、探测器、数据处理器、光纤环形器、耦合器、红外跟踪相机、能量分光镜、电磁振镜和光学天线；所述光纤环形器分别与光放大器1、光放大器2和耦合器连接；所述光放大器1与所述探测器连接，所述探测器与所述数据处理器连接；所述光放大器2与所述激光器连接，所述激光器与所述调制器连接；所述耦合器与所述电磁振镜之间放置能量分光镜，所述能量分光镜的一条分光路径对应耦合器，另一条分光路径上对应放置红外跟踪相机，所述红外跟踪相机与所述电磁振镜连接，所述光学天线放置在所述电磁振镜镜面对应的一侧，所述光端机B与所述光端机A结构相同。
[0007]进一步，所述光端机A接收的激光波长与光端机B发射的激光波长相同，所述光端机B接收的激光波长与光端机A发射的激光波长相同，所述光端机A与所述光端机B发射的激光波长不同。
[0008]进一步，所述光纤环形器包括公共端、发射端和接收端，所述公共端能够同时实现
接收光束和发射光束的功能。
[0009]进一步，所述公共端与所述耦合器连接，所述发射端与所述光放大器2连接，所述接收端与所述光放大器1连接。
[0010]进一步，所述光放大器1通过光纤与探测器连接，所述探测器通过电缆与所述数据处理器连接，所述调制器通过电缆与所述激光器连接，所述激光器通过光纤与所述光放大器2连接。
[0011]本专利技术还提供一种飞机间测距通信一体化方法，使用如上所述的飞机间测距通信一体化装置，所述方法步骤为：S1、将光端机A和光端机B分别放置飞机A1与飞机B1内，给设备供电。
[0012]S2、先进行飞机A1与飞机B1的通信，将需要发送的通信数据输入调制器，通过调制器将通信数据变为电信号加载在激光器上，由激光器实现电信号到光信号的转换，转换后的光信号经过光放大器2进行放大，放大后的光信号经过光纤环形器发射到耦合器中，耦合器将光由光纤转换至空间，转换后的光通过能量分光镜，入射至电磁振镜，再由电磁振镜反射至光学天线发射。
[0013]S3、发射后的光信号经过大气信道，由另一光端机B的光学天线接收，通过电磁振镜反射至能量分光镜，能量分光镜将光以指定比率分割为两条不同光束，一条入射到红外跟踪相机，一条入射到耦合器；入射到红外跟踪相机中的光提供信息控制振镜，入射到耦合器中的光汇聚耦合进光纤环形器中，由光纤环形器输入到光放大器1中进行放大，将放大后的光信号输入到探测器完成光信号到电信号的转换，将转换后的电信号输入数据处理器处理后输出。
[0014]S4、进行飞机A1与飞机B1的通信后进行飞机A1与飞机B1的测距，首先由光端机A向光端机B发射时间戳信号，发射方式与S2中通信数据发射方式相同，光端机B接收时间戳信号,接收方式与S3中通信数据接收方式相同；再以相反的发射接收方式重复上述操作，即光端机B向光端机A发射时间戳信号；将每次发射与接收时间戳的时间记录，由公式计算得到两端距离，完成测距；其中，p为飞机A1与飞机B1的距离，c为光速，为发射与接收时间戳信号的时间差。
[0015]进一步，，其中，光端机A发射时间戳信号时刻为t1，光端机B接收时时间戳信号刻为t2，光端机B发射时间戳信号时刻为t3，光端机A接收时间戳信号时刻为t4。
[0016]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述飞机间测距通信一体化方法的步骤。
[0017]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述飞机间测距通信一体化方法的步骤。
[0018]本专利技术的有益效果为：在不影响激光通信链路数据传输的基础上，实现飞机间组网，同时使用双向单程伪距测量技术可根据反馈的时间戳信号完成飞机间的距离测量。在不增加设备复杂度的前提下，实现了通信测距的一体化。光端机使用不同波长的激光，并通过结构设计实现光端机收发端隔离。
附图说明
[0019]图1为飞机间测距通信一体化装置示意图；图2为光端机A结构图及信息输出示意图；图3为光端机B结构图及信息接收示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
[0021]本实施例提供一种飞机间测距通信一体化装置，所述装置如图1所示，包括光端机A和光端机B，所述光端机A和光端机B摆放在大气信道的同一水平面上，且保持链路无遮挡；其中光端机A发射1550nm波段光束、接收1530nm波段光束，光端机B发射1530nm波段光束、接收1550nm波段光束，建立链路的激光终端以不同的信号波长实现发射和接收功能，信号收发隔离采用波长隔离的方式实现A
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B、B
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A飞机间组网。
[0022]如图2所示，所述光端机A包括调制器、激光器、光放大器1、光放大器2、探测器、数据处理器、光纤环形器、耦合器、红外跟踪相机、能量分光镜、电磁振镜和光学天线；所述光纤环形器分别与光放大器1、光放大器2和耦合器连接；所述光放大器1与所述探测器连接，所述探测器与所述数据处理器连接；所述光本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞机间测距通信一体化装置，其特征在于，所述装置包括光端机A和光端机B，所述光端机A和光端机B摆放在大气信道的同一水平面上，且保持链路无遮挡；所述光端机A包括调制器、激光器、光放大器1、光放大器2、探测器、数据处理器、光纤环形器、耦合器、红外跟踪相机、能量分光镜、电磁振镜和光学天线；所述光纤环形器分别与光放大器1、光放大器2和耦合器连接；所述光放大器1与所述探测器连接，所述探测器与所述数据处理器连接；所述光放大器2与所述激光器连接，所述激光器与所述调制器连接；所述耦合器与所述电磁振镜之间放置能量分光镜，所述能量分光镜的一条分光路径对应耦合器，另一条分光路径上对应放置红外跟踪相机，所述红外跟踪相机与所述电磁振镜连接，所述光学天线放置在所述电磁振镜镜面对应的一侧；所述光端机B与所述光端机A结构相同。2.根据权利要求1所述的飞机间测距通信一体化装置，其特征在于，所述光端机A接收的激光波长与光端机B发射的激光波长相同，所述光端机B接收的激光波长与光端机A发射的激光波长相同，所述光端机A与所述光端机B发射的激光波长不同。3.根据权利要求1所述的飞机间测距通信一体化装置，其特征在于，所述光纤环形器包括公共端、发射端和接收端，所述公共端能够同时实现接收光束和发射光束的功能。4.根据权利要求3所述的飞机间测距通信一体化装置，其特征在于，所述公共端与所述耦合器连接，所述发射端与所述光放大器2连接，所述接收端与所述光放大器1连接。5.根据权利要求1所述的飞机间测距通信一体化装置，其特征在于，所述光放大器1通过光纤与探测器连接，所述探测器通过电缆与所述数据处理器连接，所述调制器通过电缆与所述激光器连接，所述激光器通过光纤与所述光放大器2连接。6.一种飞机间测距通信一体化方法，其特征在于，所述方法使用如权利要求1
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5任一项所述的飞机间测距通信一体化装置，所述方法步骤为：S1、将光端机A和光端机B分别放置飞机A1与飞机B1内，给设备供电；S2、先进行飞机A1与飞机...
【专利技术属性】
技术研发人员：董科研，于笑楠，宋延嵩，谢蕙阳，王潼，林鹏，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
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