[发明专利]一种自由空间激光通信接收装置

说明书

本发明提出了一种自由空间激光通信接收装置，包括：基座、骨架、多个反射镜、多个探测器、信号处理器及主控计算机。骨架与基座连接，骨架的外轮廓呈半球形，多个反射镜呈球面阵列排布于骨架，反射镜的接收面为内凹的抛物面，用于反射激光信号，多个探测器与多个反射镜一一对应设置，每个探测器位于对应的反射镜的焦点处，以接收反射镜反射的激光信号，并转换为对应的电信号；信号处理器与各个探测器均连接，用于处理探测器转换的电信号并发送至主控计算机。接收装置无需设置二维移动平台，重量小，同时节省了能耗。接收装置不包含运动部件，结构更稳定，更容易系统集成，体积可以做到更小，且信噪比相对透射式接收装置较高。

技术领域

本发明涉及激光通信技术领域，尤其涉及一种自由空间激光通信接收装置。

背景技术

空间自由激光通信已经成为比较成熟的空间通信手段，空间激光通信逐渐用于星间通讯链路、星际通讯链路、星地通讯链路以及部分地面无线通讯链路。在各种自由空间激光通讯系统中，光束的捕获、跟踪、瞄准系统(ATP)是其关键组件，ATP系统主要功能是实时保持两个通信终端的精确瞄准，确保双向的激光发射终端光轴保持近似重合。

ATP系统直接关系到自由空间激光通信链路的可靠性，ATP系统失效即意味着通信系统失效。ATP系统是一套复杂的光机电系统，因终端至少需要高精度两轴电机平台组合实现，其整体的重量引入不可避免的重量和功耗负载，同时ATP系统工作中其机械部件始终处于动态调整过程中，因此产生散热、振动等不利影响。ATP系统的寿命直接影响自由空间激光通讯系统的寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何减少自由空间激光通信接收装置的重量和功耗，本发明提出一种自由空间激光通信接收装置。

根据本发明实施例的自由空间激光通信接收装置，包括：

基座；

骨架，与所述基座连接，所述骨架的外轮廓呈半球形；

多个反射镜，多个所述反射镜呈球面阵列排布于所述骨架，所述反射镜的接收面为内凹的抛物面，用于反射激光信号；

多个探测器，设于所述基座，多个探测器与多个所述反射镜一一对应设置，每个探测器位于对应的所述反射镜的焦点处，以接收所述反射镜反射的所述激光信号，并转换为对应的电信号；

信号处理器，所述信号处理器与各个所述探测器均连接，用于处理所述探测器转换的电信号；

主控计算机，与所述信号处理器连接，所述信号处理器将处理后的电信号发送至所述主控计算机。

根据本发明实施例的自由空间激光通信接收装置，可以替代带有ATP系统的激光接收系统。通过与发射端初始对准一次，确定发射端的相对方向，即可实现两个终端之间的无间断连接。当两个终端在运行过程中发生较小的偏移，该接收装置可自适应识别对应的光路，完成信号的平稳过度，因此避免了ATP系统的持续跟踪带来的不利影响。

由于接收装置无需设置二维移动平台，因此相对ATP系统重量可以做到更小，同时节省了驱动二维移动平台的电源而节省能量。接收装置不包含运动部件，结构更稳定，更容易系统集成，体积可以做到更小。因此，本发明的自由空间激光通信接收装置，重量小，体积小，功耗低，且信噪比相对透射式接收装置较高。

根据本发明的一些实施例，所述接收装置还包括：

温控组件，设于所述基座，所述温控组件通过温控电路连接各个所述探测器，以控制各个所述探测器的温度。

在本发明的一些实施例中，各个所述反射镜的轴线相交于半球形骨架的球心。

根据本发明的一些实施例，任意相邻的两个所述反射镜的轴线的夹角相等，所述夹角小于30°。