[发明专利]光束跟踪系统及其操作方法

权利要求书

1.一种操作用于通信波束的光束跟踪系统的方法，包括：

在信号处理硬件处从多轴位置感测检测器接收轴信号，每个轴信号指示入射在多轴位置感测检测器上的光束的波束位置，每个轴信号对应于多轴位置感测检测器的一个轴；

由信号处理硬件通过对轴信号求和，产生参考信号；

对于多轴位置感测检测器的每个轴：

由信号处理硬件将轴的第一轴信号的相位转换为与轴的第二轴信号具有90度的相位差，得到相位转换后的第一轴信号；

由信号处理硬件通过对相位转换后的第一轴信号和所述第二轴信号求和，产生轴相量信号，轴相量信号具有映射到光束的波束位置的角度；和

由信号处理硬件将轴相量信号和参考信号进行比较以确定相位差，相位差沿多轴位置感测检测器上的相应轴映射到波束位置误差；

由信号处理硬件基于多轴位置感测检测器的每个轴的波束位置误差确定引导光束的镜的镜位置；以及

由信号处理硬件致动镜以移动到镜位置。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在信号处理硬件处接收多轴位置感测检测器的每个轴的光电流，每个光电流具有取决于光束的波束功率和波束位置的幅度；以及

由信号处理硬件的至少一个跨阻抗放大器将光电流转换成对应的轴信号，每个轴信号是电压信号。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用信号处理硬件的至少一个单极或多极滤波器对每个轴信号进行高通滤波。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用信号处理硬件的至少一个单极或多极滤波器对每个轴相量信号进行低通滤波。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：由信号处理硬件的至少一个限幅放大器将每个轴相量信号和参考信号修改为每个表示对应的对数增益。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：由信号处理硬件的至少一个比较器对修改的轴相量信号和修改的参考信号进行滤波，以对修改的轴相量信号和修改的参考信号中的每个执行边缘检测。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：由信号处理硬件将参考信号同步到信号处理硬件的参考时钟。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：使用信号处理硬件的数字电位计来修整参考信号的频率。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：由信号处理硬件的控制器基于多轴位置感测检测器的至少一个轴的波束位置误差、考虑镜位置的变化率来确定镜位置。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：由与控制器通信的陷波滤波器来滤波镜位置以衰减目标频率。

11.一种操作用于通信波束的光束跟踪系统的方法，包括：

在信号处理硬件处接收与入射在位置感测检测器上的光束的波束位置有关的包括X信号相位的第一X信号和第二X信号以及包括Y信号相位的第一Y信号和第二Y信号；

由信号处理硬件将第二X信号的X信号相位移位90度；

由信号处理硬件将第二Y信号的Y信号相位移位90度；

由信号处理硬件通过对第一X信号和移位的第二X信号求和，产生求和X信号；

由信号处理硬件通过对第一Y信号和移位的第二Y信号求和，产生求和Y信号；

由信号处理硬件通过对第一X信号、第二X信号、第一Y信号和第二Y信号求和，产生参考信号；

由信号处理硬件确定引导光束的镜的镜位置，镜位置基于以下至少一个：

参考信号和求和X信号之间的第一信号差；或者

参考信号和求和Y信号之间的第二信号差；以及

由信号处理硬件致动镜以移动到镜位置。