【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间光通信领域，特别涉及一种逆向调制fso的相位预补偿系统、方法、设备及介质。
技术介绍
1、相对于光纤通信系统，自由空间光通信(free space optical communication，fso)系统以激光为载波在自由空间中进行传输，在省去了中间链路部署的困难和成本的同时也带来了双方终端校准的难题。在全双工通信过程中，收发端需要相互精确对准才能构建出可靠的通信链路。随着通信距离的增加，精确对准的难度、成本和功耗也不断上升，因此通常需要配备高精度的捕获、对准、跟踪(acquisition，pointing and tracking，apt)设备以及额外的校正设备。
2、为了解决这个问题，研究人员提出了基于逆向调制(modulatingretroreflector，mrr)的fso系统。由于其仅需单端对准，因而具有重量轻、体积小能耗低、成本效益高等优点，一经提出就受到国内外通信研究者的青睐,成为通信领域研究的重要方向，具有广阔的应用前景。
3、但相较于传统的双端收发fso通信系统，mrr-fso系统中的激光载波需要在大气中往返传输两次，受到双倍的大气湍流影响，因此光束会产生严重的波前畸变以及信号衰减，通信质量难以得到保障。此外，为了进一步提高通信容量，携带轨道角动量(orbitalangular momentum，oam)的涡旋光激光载波也被广泛用于fso通信系统，但oam光束更易受大气湍流引起的相位畸变影响，更加需要进行激光载波相位预补偿。
4、为此，上述问题亟待本领域技术
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种逆向调制fso的相位预补偿系统、方法、设备及介质，能够消除大气湍流对激光载波的影响，并提升通信质量，其具体方案如下：
2、第一方面，本申请公开了一种逆向调制fso的相位预补偿系统，所述相位预补偿系统包括光收发端、相位预补偿模块和逆向调制端；其中，所述光收发端包括发射机、接收机和第一光调制器，所述相位预补偿模块包括电荷耦合器件相机、畸变相位计算模块、波前控制器和空间光调制器，所述逆向调制端包括逆向反射器和第二光调制器，其中，
3、所述发射机，用于发射激光载波；
4、所述第一光调制器，用于对所述激光载波进行调制，得到第一调制激光载波，以便所述第一调制激光载波进入大气信道中进行传输；
5、所述第二光调制器，用于对大气信道中的所述第一调制激光载波进行调制，得到第二调制激光载波；
6、所述逆向反射器，用于对所述第二调制激光载波进行逆向反射；
7、所述接收机，用于接收逆向反射的所述第二调制激光载波；
8、所述电荷耦合器件相机，用于记录所述第二调制激光载波的目标信息；
9、所述畸变相位计算模块，用于根据所述目标信息计算目标畸变相位；
10、所述波前控制器，用于将所述目标畸变相位的共轭相位加载至所述空间光调制器，以便对所述发射机发射的所述激光载波进行相位预补偿。
11、可选的，所述光收发端，还包括：第一分束器和第二分束器；其中，
12、所述第一分束器，用于将激光载波分为第一激光载波和第二激光载波；
13、相应的，所述第一光调制器，用于对所述第一激光载波进行调制，得到所述第一调制激光载波；其中，所述第二激光载波为参考光束；
14、所述第二分束器，用于将所述第二调制激光载波分为第一子调制激光载波和第二子调制激光载波；
15、相应的，所述接收机，用于接收所述第一子调制激光载波；其中，所述第二子调制激光载波为畸变光束。
16、可选的，所述电荷耦合器件相机，具体用于：
17、记录所述参考光束和所述畸变光束的干涉条纹；
18、相应的，所述畸变相位计算模块，具体用于：
19、根据所述干涉条纹并利用干涉法计算所述目标畸变相位。
20、可选的，所述光收发端，还包括：第三分束器和第四分束器；其中，
21、所述第三分束器，用于将所述第二调制激光载波分为第一空域畸变光束和第二空域畸变光束；
22、相应的，所述接收机，用于接收所述第一空域畸变光束；
23、所述第四分束器，用于将所述第二空域畸变光束分为第一子空域畸变光束和第二子空域畸变光束；
24、相应的，所述相位预补偿模块，还包括：
25、透镜，用于对所述第一子空域畸变光束进行傅里叶变换以得到傅里叶畸变光束。
26、可选的，所述电荷耦合器件相机，第一电荷耦合器件相机和第二电荷耦合器件相机；其中，
27、所述第一电荷耦合器件相机，用于记录所述第二子空域畸变光束的空域振幅；
28、所述第二电荷耦合器件相机，用于记录所述傅里叶畸变光束的傅里叶振幅；
29、相应的，所述畸变相位计算模块，具体用于：
30、根据所述空域振幅和所述傅里叶振幅，并利用变换迭代算法计算所述目标畸变相位。
31、可选的，所述逆向反射器包括三个互相垂直的反射平面和一个底面。
32、可选的，所述畸变相位计算模块为计算机。
33、第二方面，本申请公开了一种逆向调制fso的相位预补偿方法，应用于逆向调制fso的相位预补偿系统，所述相位预补偿系统包括光收发端、相位预补偿模块和逆向调制端；其中，所述光收发端包括发射机、接收机和第一光调制器，所述相位预补偿模块包括电荷耦合器件相机、畸变相位计算模块、波前控制器和空间光调制器，所述逆向调制端包括逆向反射器和第二光调制器，其中，所述方法包括：
34、通过所述发射机发射激光载波；
35、通过所述第一光调制器对所述激光载波进行调制，得到第一调制激光载波，以便所述第一调制激光载波进入大气信道中进行传输；
36、通过所述第二光调制器对大气信道中的所述第一调制激光载波进行调制，得到第二调制激光载波；
37、通过所述逆向反射器对所述第二调制激光载波进行逆向反射；
38、通过所述接收机接收逆向反射的所述第二调制激光载波；
39、通过所述电荷耦合器件相机记录所述第二调制激光载波的目标信息；
40、通过所述畸变相位计算模块根据所述目标信息计算目标畸变相位；
41、通过所述波前控制器将所述目标畸变相位的共轭相位加载至所述空间光调制器，以便对所述发射机发射的所述激光载波进行相位预补偿。
42、第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：
43、存储器，用于保存计算机程序；
44、处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的逆向调制fso的相位预补偿方法。
45、第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的逆向调制fso的相位预补偿方法。
46本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种逆向调制FSO的相位预补偿系统，其特征在于，所述相位预补偿系统包括光收发端、相位预补偿模块和逆向调制端；其中，所述光收发端包括发射机、接收机和第一光调制器，所述相位预补偿模块包括电荷耦合器件相机、畸变相位计算模块、波前控制器和空间光调制器，所述逆向调制端包括逆向反射器和第二光调制器，其中，
2.根据权利要求1所述的逆向调制FSO的相位预补偿系统，其特征在于，所述光收发端，还包括：第一分束器和第二分束器；其中，
3.根据权利要求2所述的逆向调制FSO的相位预补偿系统，其特征在于，所述电荷耦合器件相机，具体用于：
4.根据权利要求1所述的逆向调制FSO的相位预补偿系统，其特征在于，所述光收发端，还包括：第三分束器和第四分束器；其中，
5.根据权利要求4所述的逆向调制FSO的相位预补偿系统，其特征在于，所述电荷耦合器件相机，包括：第一电荷耦合器件相机和第二电荷耦合器件相机；其中，
6.根据权利要求1所述的逆向调制FSO的相位预补偿系统，其特征在于，所述逆向反射器包括三个互相垂直的反射平面和一个底面。
7.根
8.一种逆向调制FSO的相位预补偿方法，其特征在于，应用于逆向调制FSO的相位预补偿系统，所述相位预补偿系统包括光收发端、相位预补偿模块和逆向调制端；其中，所述光收发端包括发射机、接收机和第一光调制器，所述相位预补偿模块包括电荷耦合器件相机、畸变相位计算模块、波前控制器和空间光调制器，所述逆向调制端包括逆向反射器和第二光调制器，其中，所述方法包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的逆向调制FSO的相位预补偿方法。
...【技术特征摘要】
1.一种逆向调制fso的相位预补偿系统，其特征在于，所述相位预补偿系统包括光收发端、相位预补偿模块和逆向调制端；其中，所述光收发端包括发射机、接收机和第一光调制器，所述相位预补偿模块包括电荷耦合器件相机、畸变相位计算模块、波前控制器和空间光调制器，所述逆向调制端包括逆向反射器和第二光调制器，其中，
2.根据权利要求1所述的逆向调制fso的相位预补偿系统，其特征在于，所述光收发端，还包括：第一分束器和第二分束器；其中，
3.根据权利要求2所述的逆向调制fso的相位预补偿系统，其特征在于，所述电荷耦合器件相机，具体用于：
4.根据权利要求1所述的逆向调制fso的相位预补偿系统，其特征在于，所述光收发端，还包括：第三分束器和第四分束器；其中，
5.根据权利要求4所述的逆向调制fso的相位预补偿系统，其特征在于，所述电荷耦合器件相机，包括：第一电荷耦合器件相机和第二电荷耦合器件相机...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雪瑞，李阳，梁钢，王鑫，崔力民，张振杰，李路民，解鹏，宁浩，马尧，张洁，刘杰，阿卜来提·阿卜拉，倪婧，马利丽，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司信息通信公司，
类型：发明
国别省市：
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