[实用新型]收发光功率可调的空间激光信号处理装置、卫星及系统

说明书

本实用新型公开了一种收发光功率可调的空间激光信号处理装置、卫星系统。装置包括数字信号处理电路、光/电转换电路、光信号处理电路；光/电转换电路包括与数字信号处理电路连接的第一收发一体光模块；光信号处理电路包括大功率光放大器和低噪声光放大器，大功率光放大器的输入端与第一收发一体光模块的光发射端连接，低噪声光放大器的输出端与第一收发一体光模块的光接收端连接；数字信号处理电路分别与大功率光放大器和低噪声光放大器连接。通过数字信号处理电路输出放大倍数控制信号至大功率光放大器和低噪声光放大器的控制端，实现收发光功率可调节，调整响应度快，调节精度高，调节范围大；采用收发一体光模块节省空间、减轻重量。

技术领域

本实用新型涉及空间激光通信技术领域，特别是涉及一种收发光功率可调的空间激光信号处理装置、卫星及系统。

背景技术

空间激光通信是指利用激光束作为载波在空间直接进行语音、数据、图像等信息双向传送的一种技术，其优势在于频带较宽，可以增加链路通信容量，设备功耗、质量、体积较小，波束发散角较小，具有良好的抗干扰和抗截获性能，系统安全性高。可广泛应用于机载、星载平台的高速度和大宽带通信。目前空间激光通信系统主要采用两种方式控制光功率：方式一、通过控制激光器的驱动电流改变激光器的输出功率；方式二、利用可编程光衰减器控制发射功率。方式一的功率控制精度低，调节范围小，并且在控制环路出现故障时会导致通信环路故障。方式二虽然能够避免控制环路对通信环路的影响，但是其调整光功率的响应速度较慢。

空间激光通信系统的收发一体光模块目前多采用SFP和XFP封装，但是SFP封装的光模块工作速率最高只能达到4Gbps，且体积较大，XFP封装虽然最高速度可达到10Gbps，但是体积依然比较大，不利于实现光学系统的小型化。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种收发光功率可调的空间激光信号处理装置、卫星及系统。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种收发光功率可调的空间激光信号处理装置，包括数字信号处理电路、光/电转换电路、以及光信号处理电路；所述光/电转换电路包括第一收发一体光模块，所述第一收发一体光模块与数字信号处理电路连接；所述光信号处理电路包括大功率光放大器和低噪声光放大器，所述大功率光放大器的输入端与所述第一收发一体光模块的光发射端连接，所述低噪声光放大器的输出端与所述第一收发一体光模块的光接收端连接；所述数字信号处理电路分别与大功率光放大器和低噪声光放大器连接。

上述技术方案：使用大功率光功率放大器和低噪声光功率放大器分别完成发送端和接收端的光信号功率放大，并且通过数字信号处理电路输出放大倍数信号至大功率光放大器和低噪声光放大器的控制端，实现收发光功率可调节，这种方式调整光功率的响应度高，调节精度高，调节范围大；此外，采用收发一体光模块能够节省装置空间、减轻重量和体积。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述数字信号处理电路包括FPGA，以及还包括FPGA外部晶振、高速接口晶振、调试与下载电路、存储单元四者中的全部或部分；外部晶振、高速接口晶振、调试与下载电路、存储单元均与所述FPGA连接；所述FPGA与第一收发一体光模块通过SerDes接口连接。

上述技术方案：数字信号处理电路借助FPGA资源丰富、并行处理的优势，可以大大提高信号处理带宽和速度；FPGA外部晶振为FPGA的正常运行提供参考时钟激励；高速接口晶振为FPGA的高速SerDes接口提供参考时钟激励；调试与下载电路作为与上位机相连的配置端，可向FPGA下载程序代码，实现对其的调试与配置；存储单元用于存储FPGA的程序。

在本实用新型的一种优选实施方式中，存储单元为NOR存储器，所述NOR存储器集成了EDAC纠错电路。

上述技术方案：能够对传输的数据实现一定的纠错功能。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述FPGA为SRAM型FPGA。