【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间激光通信，尤其涉及一种多目标通信系统及方法。
技术介绍
1、以激光为载波的卫星通信系统具备高速率、高保密性、无需频谱申请、小终端体积、轻重量和低功耗等特点，逐渐成为卫星通信的发展趋势。随着低轨道卫星的大量部署和实施，卫星光通信正向着中继和组网的方向发展，从点对点通信向点对多点通信演进。为实现点对多点通信，卫星节点需具备快速建立或切换与其他多个卫星节点的通信链路。其中星间激光组网的首要环节是实现空间大范围内多个目标的快速捕获、跟踪、对准(atp)，atp性能直接影响建链时间、切换时间和链路稳定性，因此光束的捕获、跟踪、对准(atp)技术是卫星光通信关键技术之一。
2、而当前atp技术大多采用粗、精复合轴控制方式，其中粗跟踪环采用机械转台实现光学天线大范围转动；精跟踪环采用快反镜实现高精度、小范围快速转动；在发射光路中安装高精度反射镜实现超前对准功能；高帧频相机通过在接收光路上分光探测来获取单一目标空间位置。所以，实际上atp功能部件往往占据了系统的重量、体积和功耗大部分资源。在卫星组网需要实现点对多点通信的情况下，采用传统的atp机械伺服系统会导致卫星载荷重量、体积和功耗成倍增加，从而限制了在卫星上部署光通信载荷的可行性。此外，由于存在机械阻尼和磁滞，以及面阵探测器的帧频限制，atp系统的捕获时间和跟踪带宽的指标较难提高。
3、上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种多目标通信系统，所述多目标通信系统包括：光学天线阵列模块、发射通道链路模块和接收通道链路模块；
3、其中，所述光学天线阵列模块分别与所述发射通道链路模块和所述接收通道链路模块连接；
4、所述发射通道链路模块，用于将多目标发射数据转换为目标发射通信光信号，并将所述目标发射通信光信号输出至所述光学天线阵列模块；
5、所述光学天线阵列模块，用于发射所述目标发射通信光信号，并接收通信目标空间的通信目标信号；
6、所述光学天线阵列模块，还用于对接收的通信目标信号进行捕获、跟踪，获得目标光信号，并将所述目标光信号输出至所述接收通道链路模块；
7、所述接收通道链路模块，用于将所述目标光信号转换为多目标通信接收数据。
8、可选地，所述接收通道链路模块包括第一光纤分路、第一激光器、混频及光电探测器阵列、第一模数转换模块和接收数据处理模块；
9、其中，所述混频及光电探测器阵列分别与所述第一光纤分路、所述光学天线阵列模块和所述第一模数转换模块连接，所述第一激光器与所述第一光纤分路连接，所述接收数据处理模块与所述第一模数转换模块连接；
10、所述第一光纤分路，用于将所述第一激光器产生的光转换为第一分路光信号，并将所述第一分路光信号输出至所述混频及光电探测器阵列；
11、所述混频及光电探测器阵列，用于将所述第一分路光信号和所述光学天线阵列模块输出的目标光信号进行下变频，获得下变频电信号，并将所述下变频电信号输出至所述第一模数转换模块；
12、所述第一模数转换模块，用于将所述下变频电信号转换为数字接收信号；
13、所述接收数据处理模块，用于将所述数字接收信号转换为多目标通信接收数据。
14、可选地，所述发射通道链路模块包括第二光纤分路、第二激光器、调制器阵列、第一数模转换模块和发射数据处理模块；
15、其中，所述调制器阵列分别与所述第二光纤分路、所述光学天线阵列模块和所述第一数模转换模块连接，所述第二激光器与所述第二光纤分路连接，所述发射数据处理模块与所述第一数模转换模块连接；
16、所述发射数据处理模块，用于将多目标发射数据转换为发射加权数据，并将所述发射加权数据输出至所述第一数模转换模块；
17、所述第一数模转换模块，用于将所述发射加权数据转换为模拟发射信号，并将所述模拟发射信号输出至所述调制器阵列；
18、所述第二光纤分路，用于将所述第二激光器产生的光转换为第二分路光信号，并将所述第二分路光信号输出至所述调制器阵列；
19、所述调制器阵列，用于将所述模拟发射信号对所述第二分路光信号进行调制，获得目标发射通信光信号，并将所述目标发射通信光信号输出至所述光学天线阵列模块。
20、可选地，所述光学天线阵列模块包括天线阵列，所述天线阵列在空间俯仰和方位方向上阵列分布，所述天线阵列的阵列分布不限于圆阵阵列和方形面阵列。
21、可选地，所述多目标通信系统还包括：收发通道校正模块；
22、其中，所述收发通道校正模块分别与所述光学天线阵列模块、所述发射通道链路模块和所述接收通道链路模块连接；
23、所述收发通道校正模块，用于指定无业务调度的帧头作为校正帧，并将所述校正帧插入所述发射通道链路模块的各个通道的校正序列进行通道校正，经过所述光学天线阵列模块耦合环回获得发射通道校正收信号，并将所述发射通道校正收信号输出至所述发射通道链路模块；
24、所述收发通道校正模块，还用于将所述校正帧对所述第一激光器分路出的第一分路光信号进行调制获得接收通道校正发信号，并经过所述光学天线阵列模块耦合环回到所述接收通道链路模块，对所述接收通道链路模块的各个通道进行通道校正。
25、可选地，所述收发通道校正模块，还用于指定所述发射通道链路模块的某一发射通道作为发射参考通道，其余通道以所述发射参考通道为参考进行通道时延差和通道幅相差估计；
26、所述收发通道校正模块，还用于指定所述接收通道链路模块的某一接收通道作为接收参考通道，其余通道以所述接收参考通道为参考进行通道时延差和通道幅相差估计。
27、可选地，所述光学天线阵列模块，还用于通过空间谱估计对接收的通信目标信号进行捕获，获得所述通信目标信号的空间位置；
28、所述光学天线阵列模块，还用于根据所述空间位置，检测所述通信目标信号通信的空间位置变化，获得跟踪角度；
29、所述光学天线阵列模块，还用于根据所述空间位置和所述跟踪角度对所述通信目标信号进行对准，以使目标发射通信光信号指向目标。
30、此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种多目标通信方法，所述多目标通信方法应用于多目标通信系统，所述系统包括光学天线阵列模块、发射通道链路模块和接收通道链路模块；所述光学天线阵列模块分别与所述发射通道链路模块和所述接收通道链路模块连接；所述方法包括：
31、所述发射通道链路模块将多目标发射数据转换为目标发射通信光信号，并将所述目标发射通信光信号输出至所述光学天线阵列模块；
32、所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多目标通信系统，其特征在于，所述多目标通信系统包括：光学天线阵列模块、发射通道链路模块和接收通道链路模块；
2.如权利要求1所述的多目标通信系统，其特征在于，所述接收通道链路模块包括第一光纤分路、第一激光器、混频及光电探测器阵列、第一模数转换模块和接收数据处理模块；
3.如权利要求2所述的多目标通信系统，其特征在于，所述发射通道链路模块包括第二光纤分路、第二激光器、调制器阵列、第一数模转换模块和发射数据处理模块；
4.如权利要求3所述的多目标通信系统，其特征在于，所述光学天线阵列模块包括天线阵列，所述天线阵列在空间俯仰和方位方向上阵列分布，所述天线阵列的阵列分布不限于圆阵阵列和方形面阵列。
5.如权利要求4所述的多目标通信系统，其特征在于，所述多目标通信系统还包括：收发通道校正模块；
6.如权利要求5所述的多目标通信系统，其特征在于，所述收发通道校正模块，还用于指定所述发射通道链路模块的某一发射通道作为发射参考通道，其余通道以所述发射参考通道为参考进行通道时延差和通道幅相差估计；
7.如权利要求6所述
8.一种多目标通信方法，其特征在于，所述多目标通信方法应用于多目标通信系统，所述系统包括光学天线阵列模块、发射通道链路模块和接收通道链路模块；所述光学天线阵列模块分别与所述发射通道链路模块和所述接收通道链路模块连接；所述方法包括：
9.如权利要求8所述的多目标通信方法，其特征在于，所述接收通道链路模块包括第一光纤分路、第一激光器、混频及光电探测器阵列、第一模数转换模块和接收数据处理模块；所述混频及光电探测器阵列分别与所述第一光纤分路、所述光学天线阵列模块和所述第一模数转换模块连接，所述第一激光器与所述第一光纤分路连接，所述接收数据处理模块与所述第一模数转换模块连接；
10.如权利要求9所述的多目标通信方法，其特征在于，所述发射通道链路模块包括第二光纤分路、第二激光器、调制器阵列、第一数模转换模块和发射数据处理模块；所述调制器阵列分别与所述第二光纤分路、所述光学天线阵列模块和所述第一数模转换模块连接，所述第二激光器与所述第二光纤分路连接，所述发射数据处理模块与所述第一数模转换模块连接；
...【技术特征摘要】
1.一种多目标通信系统，其特征在于，所述多目标通信系统包括：光学天线阵列模块、发射通道链路模块和接收通道链路模块；
2.如权利要求1所述的多目标通信系统，其特征在于，所述接收通道链路模块包括第一光纤分路、第一激光器、混频及光电探测器阵列、第一模数转换模块和接收数据处理模块；
3.如权利要求2所述的多目标通信系统，其特征在于，所述发射通道链路模块包括第二光纤分路、第二激光器、调制器阵列、第一数模转换模块和发射数据处理模块；
4.如权利要求3所述的多目标通信系统，其特征在于，所述光学天线阵列模块包括天线阵列，所述天线阵列在空间俯仰和方位方向上阵列分布，所述天线阵列的阵列分布不限于圆阵阵列和方形面阵列。
5.如权利要求4所述的多目标通信系统，其特征在于，所述多目标通信系统还包括：收发通道校正模块；
6.如权利要求5所述的多目标通信系统，其特征在于，所述收发通道校正模块，还用于指定所述发射通道链路模块的某一发射通道作为发射参考通道，其余通道以所述发射参考通道为参考进行通道时延差和通道幅相差估计；
7.如权利要求6所述的多目标通信系统，其特征在于，所述光学...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗彤，薛佳音，谢小龙，陆高原，丁润伟，王昌伟，张钦宇，
申请(专利权)人：鹏城实验室，
类型：发明
国别省市：
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