[发明专利]一种可用于测距通信一体的光梳与信号调制复用终端及方法

说明书

本发明涉及一种可用于测距通信一体的光梳与信号调制复用终端及方法，终端包括：控制单元、信号光源、信标光源、飞秒光梳模块、光耦合器A、光耦合器B、光电探测模块A、光电探测模块B、电放大器、电锁相环、信号调制解调模块、光射光路、指向对准系统、分光镜A、分光镜B、分光镜D、望远镜系统、反光镜C、CCD摄像头、伺服驱动。通过调整发端光梳信号的发光功率使发端获得两终端之间的精密测距信号，以确保实现测距功能。本发明采用光梳作为星间精密测距依据，采用一套光束跟瞄装置同时实现星间精密测距和宽带通信，具备高可靠和多功能，可提升了未来空间光网络的灵活性。

技术领域

本发明属于空间激光通信的技术领域，涉及一种可用于测距通信一体的光梳与信号调制复用终端及方法。

背景技术

空间光通信具有通信容量大、天线体积小以及保密性好等优势，已成为未来空间高速通信的重要技术手段。为了实现星上对地的高精度观测和地面重力场、引力场的反演，需要实现星间高精度的距离测量。由于星间高精度测距和宽带通信都首先需要维持准确对准，以此如果能实现测距与通信的一体化设计，将大大降低星上的体积，重量和功耗负担。

目前关于空间光通信终端和光梳测距的研究比较多，但是可实现光梳测距和空间光通信一体化，且通过光梳与光通信共用同样的波长范围的研究比较少。

专利“一种空间光通信方法及空间光通信系统”(CN201611010356.9)公开了一种空间光通信系统，利用星载导航接收机周期性地更新卫星星历信息，对低轨卫星进行定位，根据不同卫星的空间位置信息，调整指向，从而实现星间组网。其采用定位体制为卫星微波信号定位体制，测距精度远低于本专利采用的光梳测距的精度。

专利“基于光频率梳的超高速空间相干光通信方法和系统”(CN201610153188.2)公开了一种基于光频率梳的超高速空间相干光通信方法和系统。该方法利用光频率梳发生器及光频率梳放大整形单元产生多波长自相关光源，将多路高速通信电信号调制到上述光源形成多波长自相关高速二进制相移键控(BPSK)相干光信号。主要采用了光梳作为光通信终端的信号源，实现在多个波长的相干光源上调制同样的信号。此专利不具有光梳测距功能，也不具备大气信道探测和高可靠路由重构功能。

专利“一种基于光梳探测的高可靠空间光网络通信终端及方法”(201810876518.X)公开了一种使用不同频段的光梳和通信信号的高可靠空间光网络通信终端及方法。通过控制光梳在星间通信和星地通信时分别工作在测距状态和信道探测状态，从而充分发挥光梳脉冲能量集中，周期固定准确的特性，提升一体化终端的灵活性和可靠性。此专利主要采用了不用频段来区分光梳信号和通信信号，以同时实现光梳测距，大气信道探测和通信。此专利需要采用较为复杂的光滤波器和合波器，增加了终端的复杂度和实现难度。

通过国内外专利和文献检索，未见可用相同频段，可同时实现光梳测距和空间光通信的一体化的方法和终端的报道。

发明内容

发明所要解决的课题是，解决星间精密测距和宽带通信采用相同波长范围的问题和提升星间测距与通信可靠性的问题。

用于解决课题的技术手段是，本发明提出一种可用于测距通信一体的光梳与信号调制复用终端及方法，采用飞秒光梳作为星间精密测距的重要手段，光梳信号与信号光共用相同的波长范围，空间光通信部分和光梳探测测距部分不但可共用一套光学跟瞄装置，而且减少了波分和合波的光学器件，可提升通信的可靠性。