[发明专利]离心聚焦式广角度抗振动的空间光通信接收机及系统

说明书

本发明提供了一种离心聚焦式广角度抗振动空间光通信接收机，包括：N个聚光模块，用于接收携带有数据信号的光信号，并将所述光信号汇聚到各聚光模块的焦曲面，N＞1；N个探测器，各探测器的一个顶角分别位于各聚光模块的焦点处，用于探测所述聚光模块汇聚的光信号；以及处理模块，用于对各探测器探测到的探测信号进行处理，确定发射所述光源的位置信息。此外，本发明还提供了一种离心聚焦式广角度抗振动空间光通信系统。本发明的接收机的探测器和聚光模块一一对应，组成聚光‑探测模组，形成非对称结构，且每个探测器的一个顶角位于各聚光模块的焦点处，能够分别探测不同入射方向的光信号，能够实现接收机的广角接收和稳定抗振。

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种离心聚焦式广角度抗振动的空间光通信接收机及系统。

背景技术

自由空间光通信技术自从被提出以来，一直受到光通信领域研究人员的高度重视。空间光通信技术具有带宽高、保密性好、无需波段申请等优点，被认为可以取代微波通信，成为下一代通信系统的主要手段。然而由于激光的准直传输特点，常规空间光通信系统要求发射端和接收端相互高度对准，根据通信系统设计的区别，对准精度通常要求在0.1mrad-10mrad不等，为了实现上述精度要求，设计了各种复杂而庞大的捕跟瞄系统。然而，上述捕跟瞄系统体积庞大，而且难以实现连续快速准确对准，无法在运动中的车辆、飞行器或者单人设备上使用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种离心聚焦式广角度抗振动的空间光通信接收机及系统，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明的一方面，提供了一种离心聚焦式广角度抗振动的空间光通信接收机，包括：

N个聚光模块，用于接收携带有数据信号的光信号，并将所述光信号汇聚到各聚光模块的焦曲面，N＞1；

N个探测器，各探测器的一个顶角分别位于各聚光模块的焦点处，用于探测所述聚光模块汇聚的光信号；以及

处理模块，用于对各个探测器探测到的探测信号进行处理，确定所述光源的位置信息并恢复所述数据信号。

在本发明的一些实施例中，所述光信号为可见光、紫外线或者红外线。

在本发明的一些实施例中，所述聚光模块为透镜和/或反射镜，且所述聚光模块的表面上镀有与所述光信号的波长范围一致的滤光膜。

在本发明的一些实施例中，所述光信号的格式为二进制强度调制OOK格式、脉冲幅度调制PAM格式、脉冲宽度调制PWM格式或者模拟信号幅度调制。

在本发明的一些实施例中，所述光源的位置信息是根据各探测器上的光强分布情况计算得出的。

在本发明的一些实施例中，所述处理模块为FPGA芯片。

在本发明的一些实施例中，所述探测器为硅基光电探测器和铟镓砷磷探测器。

本发明的另一方面，还提供了一种离心聚焦式广角度抗振动的空间光通信系统，包括：

发射机，包括：

电路模块，用于将外部输入的数据信号进行处理；

激光模块，用于发射激光信号，并调制所述电路模块输出的处理后的信号，以得到所述光信号；以及

以上任一所述的离心聚焦式广角度抗振动的空间光通信接收机。

在本发明的一些实施例中，所述激光模块为半导体激光器、固体激光器或气体激光器。

(三)有益效果

本发明的离心聚焦式广角度抗振动的空间光通信接收机及系统，相较于现有技术，至少具有以下优点：