一种基于OPA相干激光通信系统及其空间建链方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于OPA相干激光通信系统及其空间建链方法，其采用光学相控阵的光束控制技术，解决了相干激光雷达系统在自由空间光通信中对通信终端捕获困难的问题，将光学相控阵光束控制技术运用在星载相干光通信系统上，实现光束在自由空间中快速、高精度扫描对通信终端的快速捕获。本发明专利技术使用高精度的OPA技术，可以实现在远距离、窄光束条件下，建立可靠、稳定的通信链路，降低了由卫星平台和空间环境引起的振动和其他干扰带来的精度降低，其光束指向灵活，鲁棒性强，光束扫描速度快，可以保证通信链路的快速建立和稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光通信网络，具体涉及一种基于opa相干激光通信系统及其空间建链方法。

技术介绍

1、随着空间科学探测、高分辨率对地观测和宽带通信技术的快速发展，未来的遥感卫星、通信卫星以及载人飞船和空间站等对地空间高速数据传输的需求日益迫切。空间光通信凭借在频带宽、信息容量大，抗干扰、抗截获能力强和体积小、功耗低等方面的独特优势，成为光通信领域的研究热点，其中捕获、跟踪和瞄准(atp)是实现空间激光通信的关键技术，但是由于载荷平台和空间环境引起的振动及其他干扰，为保证建立稳定可靠的光通信链路，对apt系统的控制精度和控制带宽提出了苛刻的要求。光学相控阵(opa)可以集成在一块芯片上，具有尺寸小、质量轻、灵活性好、功耗低等优势，可以在合理调控下实现自由空域内宽范围扫描，无复杂的机械部件，有望用于高精度激光通信终端快速建链技术。

2、目前激光通信终端快速建链技术的相关研究得到了极大的关注，尤其是对空间光束控制扫描技术的研究已经在国内外众多科研院所掀起了热潮。其中，由美国ball宇航技术公司研制了一系列的快速倾斜镜，并用于精跟踪系统中，在低噪声跟踪探本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于OPA相干激光通信系统，包括发射端和通信终端；其特征在于：所述发射端利用光学相控阵的光束控制技术，使光束能够在自由空间中对某一空域高速灵活地进行扫描搜索，实现对空间动态通信终端捕获和快速建链，并利用该链路将编码的通信光束从发射端传输到通信终端。

2.根据权利要求1所述的基于OPA相干激光通信系统，其特征在于：所述发射端包括激光种子源、分束器、相位调制器、光放大器、光学相控阵、准直透镜、分光镜、光电探测器以及电路控制板，其中激光种子源输出信号光，经过分束器被分成多路光束，相位调制器对每路光束进行相位调制，调制后的各路光束经过光放大器功率放大后分别耦合到光学相控阵中，...

【技术特征摘要】

1.一种基于opa相干激光通信系统，包括发射端和通信终端；其特征在于：所述发射端利用光学相控阵的光束控制技术，使光束能够在自由空间中对某一空域高速灵活地进行扫描搜索，实现对空间动态通信终端捕获和快速建链，并利用该链路将编码的通信光束从发射端传输到通信终端。

2.根据权利要求1所述的基于opa相干激光通信系统，其特征在于：所述发射端包括激光种子源、分束器、相位调制器、光放大器、光学相控阵、准直透镜、分光镜、光电探测器以及电路控制板，其中激光种子源输出信号光，经过分束器被分成多路光束，相位调制器对每路光束进行相位调制，调制后的各路光束经过光放大器功率放大后分别耦合到光学相控阵中，通过对光学相控阵中的阵元进行合理排布，在最佳耦合状态下保证入射光的大部分能量都能进入阵元中；光学相控阵出射的光经准直透镜准直后通过分光镜分为两部分：一部分光被光电探测器接收并转换为电信号反馈到电路控制板中，电路控制板根据该电信号对相位调制器进行闭环控制，实现对远场光束的锁相以及对阵元光束的相位控制；另一部分光则进入自由空间中进行光束扫描，对空间中动态的通信终端进行捕获，使得发射端与捕获到的通信终端快速建立稳定的通信链路。

3.根据权利要求2所述的基于opa相干激光通信系统，其特征在于：当通信链路建立完成后，光学相控阵的光束扫描状态停止，电路控制板不再控制相位调制器对阵元光束进行相位调制，而是利用相位调制器将数字信息通过编码调制到光束上，使得编码的通信光束经过通信链路传输到通信终端。

4.根据权利要求1所述的基于opa相干激光通信系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴运寒，付玮，向旭，汪逸群，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：