一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法技术

本发明专利技术属于空间激光通信技术领域，尤其为一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法，该方法步骤如下：

【技术实现步骤摘要】
一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法


[0001]本专利技术涉及空间激光通信
，具体为一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法
。

技术介绍

[0002]随着我国航天技术的高速发展，在轨卫星数量逐年不断增加，卫星平台搭载的有效载荷不断朝着低延时
、
高带宽
、
高分辨率
、
宽幅覆盖等方向发展，提升卫星载荷的传输能力已经迫在眉睫
。
与传统射频卫星通信技术相比，激光通信技术具有抗干扰能力强
、
传输速率快
、
保密性好等优势
。
[0003]在空间激光通信组网中，由于激光的束散角很小，现阶段激光通信场景都是基于点对点的激光通信传输体系，无法满足多个通信终端同时接入卫星网络
。
若要实现复杂的激光通信组网，网络中每个卫星节点必须携带多个通信终端，导致了卫星质量
、
体积
、
功耗都随之增加，难以实现多个通信终端的协同配合和数据传输
。
即单一的跟踪探测器无法同时跟踪多个光斑，限制了后续伺服控制系统的联动效果，导致整体
APT
系统跟踪效果不佳的缺点
。
[0004]因此我们提出了一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法来解决上述问题
。

技术实现思路

[0005](
一
)
解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法，解决了上述
技术介绍
中所提出的问题
。
[0007](
二
)
技术方案
[0008]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0009]一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法，该方法步骤如下：
[0010]S100
：激光调制
:
利用
FPGA
位移寄存器产生伪随机编码，并调制激光器产生带有伪随机编码的激光信号；
[0011]S200
：激光照射：激光经过光学系统，在四象限探测器上产生目标光斑；
[0012]S300
：光电探测：利用四象限探测器，基于入射光斑在四个象限上的能量分布分别输出与之对应的电压信号，供给后续单元使用；
[0013]S400
：算法处理：对四路电信号与接收端
FPGA
产生的伪随机码本进行互相关运算以识别并分离目标光斑；
[0014]S500
：位置解算：对产生的峰值信号利用峰值信号保持电路进行峰值保持，根据四个象限的峰值信号进行位置解算
。
[0015]进一步地，所述
S100
的激光调制，主要由
FPGA
通过控制移位寄存器产生伪随机编码序列，经混频器实现对激光信号的调制
。
[0016]进一步地，所述
S200
的激光照射，经
S100
的激光调制，激光器产生目标光照射在衰减片上，经过可调节反射镜后照射在透镜上，经由透镜汇聚为入射激光
。
[0017]进一步地，所述
S300
的光电探测，主要对于
S200
中产生的目标光斑，利用四象限探测器对入射激光在四个象限上的能量分布
,
各象限分别输出与之对应的光电流；
[0018][0019][0020]所述滤波电路及跨阻放大电路用于将每个象限输出的光电流经滤波后转换为放大的电压信号
。
[0021]进一步地，所述
S400
的算法处理主要是系统不断利用数模转换模块将
S300
中放大后的电压信号转换为数字信号，基于数字信号与目标码本间进行相关运算，并分离目标光斑；
[0022][0023]式中：
x
t
为需要处理的输入信号；
r
t
为参考信号；
[0024]由上式得，当
τ
≠0
时，自相关函数存在旁瓣，因此要求自相关函数的峰值越大，使得旁瓣尽可能小，即干扰信号与参考信号的波形不同，相关结果很差，从而实现信号的分离操作
。
[0025](
三
)
有益效果
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法，具备以下有益效果：
[0027]本专利技术，主要由
FPGA
通过控制移位寄存器产生伪随机编码序列，经混频器实现对激光信号的调制，产生具有一定抗干扰能力的激光脉冲信号
。
[0028]本专利技术，通过四象限探测器作为光斑探测仪器，汇聚到探测器上的激光光束在光敏面上形成光斑，各象限会产生与入射光功率相匹配的感应光电流，实现激光调制
。
[0029]本专利技术，利用伪随机码对目标光斑进行编码，通过计算相位差实现对于多个光斑混合的情况下对单个光斑的分离，可以极大地提高激光光斑目标识别和跟踪的效率和精度
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术整体工作流程示意图；
[0031]图2为本专利技术中激光信号编码与解码电路图；
[0032]图3为本专利技术中四象限探测器结构示意图
。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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
。
[0034]实施例
[0035]如图1‑3所示，本专利技术一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法，该方法步骤如下：
[0036]S100
：激光调制：利用
FPGA
控制移位寄存器产生伪随机编码，利用低功耗单通道开关芯片调制激光器
,
由
FPGA
通过控制移位寄存器产生伪随机编码序列，经混频器实现对激光信号的调制
,
最终产生带有伪随机编码的激光信号；
[0037]S200
：激光照射：激光器提供多个入射激光束；经
S100
的激光调制，激光器产生目标光照射在衰减片上，经过可调节反射镜后照射在所述透镜上，经由所述透镜汇聚为目标光斑，并照射在四象限探测器上
。
[0038]S300
：光电探测：利用四象限探测器，基于入射光斑在四个象限上的能量分布分别输出与之对应的电压信号，供给后续单元使用；主要对于
S200
中产生的目标光斑，利用四象限探测器对入射激光在四个象限上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法，其特征在于，该方法步骤如下：
S100
：激光调制
:
利用
FPGA
位移寄存器产生伪随机编码，并调制激光器产生带有伪随机编码的激光信号；
S200
：激光照射：激光经过光学系统，在四象限探测器上产生目标光斑；
S300
：光电探测：利用四象限探测器，基于入射光斑在四个象限上的能量分布分别输出与之对应的电压信号，供给后续单元使用；
S400
：算法处理：对四路电信号与接收端
FPGA
产生的伪随机码本进行互相关运算以识别并分离目标光斑；
S500
：位置解算：对产生的峰值信号利用峰值信号保持电路进行峰值保持，根据四个象限的峰值信号进行位置解算
。2.
根据权利要求1所述的一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法，其特征在于，所述
S100
的激光调制，主要由
FPGA
通过控制移位寄存器产生伪随机编码序列，经混频器实现对激光信号的调制
。3.
根据权利要求1所述的一种基于码分多址的单探测器多目标光斑识别方法，其特征在于，所述
S200
的激光照射，经

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智，黄睿，程庆庆，黄埔宇，段欣媛，刘轩，杨阳，郗浚涵，王惠绩，
申请(专利权)人：苏州精视智为光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：