[发明专利]一种基于卫星的激光捕获和通信系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于卫星的激光捕获和通信系统及方法，所述激光捕获和通信系统包括主动终端和逆反射调制终端，逆反射调制终端配置为在不确定角度范围内按螺旋方式自内向外进行捕获扫描和利用捕获探测器实时监测主动终端发射的信号光；主动终端和逆反射调制终端配置为双向螺旋扫描使得彼此捕获探测器上均探测到对方光斑且光斑位置稳定保持在双方捕获探测器中心，并且跟踪探测器同时探测到光斑，从而跟踪转向通信。

本发明是申请号为201811653096.6，申请日为2018年12月29日，申请类型为发明，申请名称为一种基于信号光的捕获系统的分案申请。

技术领域

本发明涉及激光捕获扫描技术领域，尤其涉及一种基于信号光的捕获系统。

背景技术

卫星激光通信和现有的射频通信相比具有传输速率高、通信容量大、功耗低、体积小、重量轻、抗干扰和高保密性等诸多的优势，被认为是实现星间高码率通信的最佳方案，在军用与民用领域获得广泛的重视。在卫星激光通信终端中光跟瞄系统扮演着极为重要的角色，光跟瞄系统决定了一个卫星通信终端的基本架构，同时也是星间激光通信成败的关键之一。

目前，航空通信主要通过微波卫星实现。在通过该微波无线电进行通信时，由于无线电频率是空间系统得以正常运转的基础，是信息传输的通道，为了防止卫星间电磁干扰，需要保持通信频率的一定间隔进行频率隔离，因此无线电频谱的利用将受到极大限制。

现有的航空互联技术一般分为三大类，分别是以陆地电信基站为基础的对空通信技术(Air To Ground，ATG)、静止轨道(GEO)卫星、低轨道(LEO)星座。

ATG，是一种地对空的通信系统，它利用成熟的陆地移动通信技术，如3G、4G技术，针对航空高速移动、广覆盖等特性进行定制化开发，在地面建设部分天线指向天空的专用、复用基站，构建出一张地对空的专用网络，解决地对空数据双向传输的问题。ATG系统主要包括机载小翼天线和由基站组成的地面核心网，系统复杂度较低，对飞机的影响较小。但是，由于其为无线电通信，仍然存在频谱饱和以及带宽有限的问题。

GEO卫星，目前是卫星在航空领域内应用的主流。根据频谱主要分为SBB、Ku(包括2Ku和KuHTS)、Ka等三种。静止轨道卫星通过卫星、地面站和机顶天线实现通信。与ATG相比，静止轨道卫星频谱资源丰富，三颗卫星就能覆盖全球，能覆盖全球航路，支持跨洋飞行。但是，由于其为无线电通信，使用的波段频率有限，通信带宽无法满足大量数据互联需求。

LEO低轨道星座，由于轨位稀缺，最近几年异军突起，成为卫星互联网的新生力量。相比GEO，低轨道卫星轨位在1500公里以内，相比GEO3.6万公里的轨道，其天线复杂度低、通信延迟小、整体容量大。由于其是无线电通信，低轨道星座首要解决的还是频谱受限以及带宽有限的问题。

因此，现有技术中的航空通信网络技术，都具有频谱、带宽受限的问题，无法做到大数据高速率的传输，也无法实现飞机本身数据的实时传输和监测。