一种基于微波光子的卫星通信载荷制造技术

本发明专利技术公开了一种基于微波光子的卫星通信载荷，包括收发天线单元和光域信号处理交换单元。收发天线单元包括多频段微波天线和光学天线阵列，光学天线阵列实现激光信号的接收发送。光域信号处理交换单元包括宽带电光阵列、高通道数密集微波光子信道化模块、多尺度微波光子柔性交换模块、多频宽带光电阵列和电耦合器阵列，宽带电光阵列完成多路不同频段微波信号一体化的低杂散、高线性的电光调制；信道化模块实现可变带宽的光域子信道划分，柔性交换模块完成多路光信号的可变粒度交换。本发明专利技术具有工作频带宽、瞬时带宽大、无电磁干扰、接入灵活、体积小重量轻的优点，可实现多频段一体化、低损耗大带宽、多尺度柔性交换的卫星通信微波光子载荷。光子载荷。光子载荷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波光子的卫星通信载荷


[0001]本专利技术涉及卫星通信系统和微波光子
，尤其涉及一种基于微波光子的卫星通信载荷。

技术介绍

[0002]卫星通信作为通信系统的重要组成部分，具有覆盖范围广、通信频带宽和不受地理条件限制等优势，可以实现大地域通信组网和灵活的全球覆盖，是通信领域不可或缺的重要组成部分。随着信息技术和航天技术的快速发展，未来卫星通信正不断向大带宽、多粒度传输和高速率空间组网的方向发展，对星上传输能力以及组网交换能力提出了更高的要求。传统的卫星通信系统通常采用微波技术进行信号的星上处理和转发，受到微波器件性能的限制，难以在兼顾载荷重量、体积和功耗的前提下，实现多频段、大带宽、多粒度、多通道的数据传输和高速率、大容量星间数据交互。因此，需要开展卫星通信载荷新技术研究，提高载荷星上处理能力和星间通信性能，同时满足现有卫星平台的承载能力要求。
[0003]微波光子学融合了微波和光子两大技术，具有工作频带宽、瞬时带宽大、无电磁干扰、接入灵活、体积小重量轻等特点，基于微波光子的卫星通信载荷能够利用光学手段克服传统微波技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波光子的卫星通信载荷，其特征在于，包括收发天线单元和光域信号处理交换单元；所述收发天线单元用于实现对多频段微波信号和激光信号的接收和发送；所述收发天线单元包括多频段微波天线和光学天线阵列；所述多频段微波天线用于实现Q/V频段、Ka频段和Ku频段微波信号的接收和发送；所述光域信号处理交换单元，用于对收发天线单元所接收的多频段微波信号和激光信号进行交换处理；所述光域信号处理交换单元，包括宽带电光阵列、高通道数密集微波光子信道化模块、多尺度微波光子柔性交换模块、多频宽带光电阵列和电耦合器阵列；所述宽带电光阵列与所述高通道数密集微波光子信道化模块相连接，所述高通道数密集微波光子信道化模块和所述多尺度微波光子柔性交换模块相连接，所述多尺度微波光子柔性交换模块和所述多频宽带光电阵列相连接，所述电耦合器阵列和所述多频宽带光电阵列相连接；所述多尺度微波光子柔性交换模块和所述光学天线阵列相连接。2.如权利要求1所述的基于微波光子的卫星通信载荷，其特征在于，所述光学天线阵列用于实现多路激光信号的接收、功率放大、去噪和发送；所述光学天线阵列，包括接收光学天线、光放大器、光滤波器和发送光学天线；所述光学天线与所述光放大器连接，所述光放大器和光滤波器连接；所述光滤波器和发送光学天线均与多尺度微波光子柔性交换转发模块相连接；所述光滤波器设置于多尺度微波光子柔性交换转发模块的输入端；所述发送光学天线设置于多尺度微波光子柔性交换转发模块的输出端。3.如权利要求2所述的基于微波光子的卫星通信载荷，其特征在于，所述光学天线阵列用于实现多路激光信号的接收、功率放大、去噪和发送，包括：所述光学天线阵列，利用接收光学天线对自由空间的多路激光信号进行接收，得到多路激光接收信号；利用所述光放大器对所述多路激光接收信号进行功率放大，得到功率放大接收信号；利用所述光滤波器对功率放大接收信号进行去噪处理，得到去噪激光信号，将去噪激光信号发送至多尺度微波光子柔性交换转发模块；利用发送光学天线，将所述多尺度微波光子柔性交换转发模块的路由转发的光信号发送至自由空间。4.如权利要求1所述的基于微波光子的卫星通信载荷，其特征在于，所述宽带电光阵列用于利用光频梳，对多频段微波天线所接收的Q/V频段、Ka频段和Ku频段微波信号进行调制，得到偏振复用光信号，将偏振复用光信号进行输出；所述宽带电光阵列包括N个激光器、两个马赫
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增德尔外调制器、一个90
°
偏振旋转器PR和一个偏振合束器PBC；所述N个激光器与两个马赫
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增德尔外调制器均进行连接，两个马赫
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增德尔外调制器分别记为X
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MZM和Y
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MZM；Y
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MZM与90
°
偏振旋转器PR相连接，X
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MZM和90
°
偏振旋转器PR均与偏振合束器PBC相连接。5.如权利要求4所述的基于微波光子的卫星通信载荷，其特征在于，所述宽带电光阵列用于利用光频梳，对多频段微波天线所接收的Q/V频段、Ka频段和Ku频段微波信号进行调制，得到偏振复用光信号，包括：所述宽带电光阵列，利用所述宽带电光阵列的X
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MZM和Y
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MZM的光路驱动端口，接收N个
激光器所输出的频域等间隔的N个载波光梳；利用所述X
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MZM的射频驱动端口，接收多频段微波天线所接收的Q/V频段、Ka频段和Ku频段微波信号；将所述微波信号调制到载波光梳上，得到双边带调制光信号，将双边带调制光信号输出至偏振合束器PBC；利用Y
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MZM对所述N个载波光梳进行信号增强处理，得到增强的N个载波光梳，将所述增强的N个载波光梳作...

【专利技术属性】
技术研发人员：何元智，刘韵，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院网络信息研究所，
类型：发明
国别省市：