CN104967475A - 面向空间信息网络的光和微波混合传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向空间信息网络的光和微波混合传输系统。本发明包括地面收发装置和卫星收发装置。地面收发装置包括地上光与微波信号发射系统、地上光与微波信号接收系统、地上跟瞄子系统，地上跟瞄子系统分别通过微波判决信号和光发射天线姿态调整信号分别来控制地上光与微波信号的发射系统和地上光与微波信号接收系统；卫星收发装置包括卫星上光与微波信号的接收和交换转发系统、卫星上光与微波信号发射系统、卫星上跟瞄子系统，卫星上跟瞄子系统分别与卫星上光与微波信号的接收和交换转发系统、卫星上光与微波信号发射系统连接。本发明无间断传输通信的同时，增加了系统的传输速率，提高系统容量。
Description
技术领域
本发明涉及空间信息网络的通信技术领，具体地涉及一种面向空间信息网络的光和微波混合传输系统。
背景技术
随着社会化信息程度的不断提高，一方面用户对高速多媒体业务需求不断增长，另一方面抗震救灾、军事斗争等对热点区域信息获取的时效性、方位性、灵活性的要求也越来越高。这就要求未来的卫星通信系统，能够实现不同轨道和相同轨道上的多种类型卫星系统和近地面飞行器系统，按照空间资源和位置优化配置，互通互联，构成动态的智能化体系即空间信息网，从而降低卫星网络对地面的依赖程度，以更加灵活和快捷的方式为全球用户提供服务。
空间信息网络以相对地面静止的同步轨道地球卫星GEO(Geosynchronous Earth Orbit)和平流层飞艇(或气球)为骨干网络，中低轨卫星MEO/LEO(Low Earth Orbit，Medium Earth Orbit)、有人/无人飞机、地面站作为接入层节点以及终端接入骨干网络，实现多卫星、多地面网关，以及空间站的互联互通，向上向下为各种空间任务提供更好的通信保障[10-15]。其中，通信卫星子网主要包含系统中各种通信卫星，这些卫星一般都处于LEO/MEO/GEO/HEO(High Earth Orbit，高地球轨道)，如图1所示。该系统具有：1)全球无缝覆盖能力；2)组网机动灵活，网络拓扑动态变换；3)可适用于卫星通信链路距离远等特殊环境，从而有效解决边远地区通信问题等优点。在当前得到了学术界、工业界以及军方的高度关注和重视，是卫星通信研究的热点之一。
由于其空间信道特性的限制，传统的基于微波的卫星通信系统有1Gb/s以上的通信“速率瓶颈”。这些因素的存在，基于微波传输的星上电交换技术，难以适应未来高速、宽带通信的需求。基于激光的卫星通信被认为是解决上述问题的有效手段。相比与基于微波通信的卫星系统，基于光的卫星传输系统具有系统容量高、传输速率高、收发体积小、重量轻、功耗低、抗多径衰落能力强以及保密性高等优点。在实际网络系统中,要实现卫星间的通信，星上光交换是必要解决的关键问题之一。因此，探索新型的基于光传输系统的星上交换技术是空间信息网络发展的一个必然趋势。此外，虽然基于光载波的卫星通信技术在空间信息网络具有重要的应用价值，但是在网络中的卫星与地面通信过程中，其传输性能受大气条件影响较大，特别是在透过雾和云时，激光信号会被强烈地吸收，导致接收光强大大削弱，并使通信系统性能变差甚至可能通信失效。在晴朗的天气下，也会因为大气湍流为导致光强闪烁(Scintillation)而使通信质量降低。因此，综合考虑各种潜在因素，应该充分联合微波和光通信技术的优点，采用光与微波共存、混合的传输模式，来实现GEO之间、GEO和LEO、LEO之间、GEO到地、GEO到MEO、MEO之间等各种数据链路和中继链路全天候的畅通。
因此，为了满足未来用户对高实时性海量数据业务的需求，发展基于光电混合传输的空间信息网络，是当前卫星通信网络研究的主流方向，且该方向是势在必行的。
发明内容
本发明的目的是针对现有空间信息网络的通信技术中的缺陷，提供一种面向空间信息网络的光和微波混合传输系统。
本发明在外界环境较好的情况下，采用空间光的传输技术提高了系统传输速率，增加了系统容量；同时，在外界环境不好的情况，基于空间光的传输将极大受其环境影响而降低了系统互联性，为此本发明提出此状况下采用基于微波的传输机制。因此，本发明能够充分利用基于光和微波传输技术的优点，在保证空间系统网络全天候不间断通信的同时提高信息传输速率；同时该系统能够较好兼容传统的基于微波的传输系统，一定程序上提高了系统的可扩展性。
面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，包括地面收发装置和卫星收发装置。地面收发装置通过空间链路与卫星收发装置建立联系和通信。其中，地面收发装置包括地上光与微波信号发射系统、地上光与微波信号接收系统、地上跟瞄子系统，地上跟瞄子系统分别通过微波判决信号和光发射天线姿态调整信号分别来控制地上光与微波信号的发射系统和地上光与微波信号接收系统；卫星收发装置包括卫星上光与微波信号的接收和交换转发系统、卫星上光与微波信号发射系统、卫星上跟瞄子系统，卫星上跟瞄子系统分别与卫星上光与微波信号的接收和交换转发系统、卫星上光与微波信号发射系统连接，用于控制卫星上信号的接收和发射。
地上光与微波信号发射系统包括光与微波的信号产生单元、第一光放大器、第一微波放大器、光发射天线、第一微波发射天线、光纤、微波同轴电缆线和微波信号控制单元；光与微波的信号产生单元包括光波信号源、微波信号源；具体的：光波信号源通过光纤连接到第一光放大器，第一光放大器的输出经过光纤连接至光发射天线，从而实现光信号的发射；微波信号源通过微波同轴电缆线连接至第一微波放大器，第一微波放大器的输出通过微波同轴电缆线连接至第一微波发射天线，从而实现微波信号的发射；其中微波信号控制单元，通过提取卫星收发装置上信号中的控制指令，从而实现微波或者光信号发射的切换；
地上光与微波信号接收系统包括第一微波信号的解调和处理单元、第一微波接收天线、第一光纤耦合模块、第二光放大器和第一光电检测器；具体的：地上跟瞄子系统中的信号到达第一光纤耦合模块，第一光纤耦合模块的输出通过光纤连接至第二光放大器，经过第二光放大器连接至第一光电探测器，从而实现光信号的接收；地上跟瞄子系统中的信号连接至第一微波接收天线，第一微波接收天线接收的信号通过微波电缆同轴线连接至第一微波信号的解调和处理单元，从而完成微波信号的解调；
优选地，光波信号源包括光波信号的产生模块和光波信号的调制模块；光波信号的产生模块中光波信号的产生是基于光纤激光器的方式或者空间光器件搭建的方式；光波信号的调制模块包括射频微波信号源、光调制器和光波源；光波源的输出端连接至由射频微波信号源驱动的光调制器，进而完成光波信号的发射。
优选地，光波信号的调制模块中的光调制器包括马赫曾德调制器或电致吸收调制器；
优选地，光与微波信号的接收系统中的光电探测器为PIN或者APD；
优选地，第一微波信号的解调和处理单元包括微波信号的下转换和信号的基带处理；
卫星上光与微波信号的接收和转发交换系统包括卫星上光信号的接收系统、卫星上微波信号的接收系统；其中：卫星上光信号的接收系统包括光接收天线、第二光纤耦合模块、第三光放大器和第二光电探测器；光接收天线将接收的光信号通过第二光纤耦合模块耦合到光纤中，耦合后的信号通过第三光放大器达到第二光电探测器，从而实现信号的光电转换，第二光电探测器输出连接至光与微波信号交换转发处理系统；光与微波信号交换转发处理系统包括微波信号的处理单元、基带交换矩阵、光信号的调制单元、光域信号的交换矩阵、数据信号的重构和发射模块；微波信号的处理单元输出一路连接至基带交换矩阵，实现信号的电域交换；卫星上微波信号的接收系统包括第二微波的接收天线、微波电缆同轴线、第二微波信号的解调和处理单元；卫星上跟瞄子系统输出信号到达至第二微波接收天线，第二微波接收天线接收的信号通过微波电缆同轴线连接至第二微波信号的解调和处理单元，从而完成微波信号的解调；微波信号处理单元输出另一路信号和基带交换矩阵输出的信号进入到光信号的调制单元，在光信号的调制单元中完成信号的转发和光域内信号的交换；经光域信号的交换矩阵后输出后到达数据信号的重构和发射模块，从而完成光信号的交换，转发和发射；
优选地，光信号接收系统中第三光电探测器，为PIN或者APD；
优选地，光与微波信号交换转发处理系统中的光信号的调制单元为马赫曾德调制器或电致吸收调制器；
优选地，光与微波信号交换转发处理系统中的光域信号的交换矩阵为基于无源器件构成的光分插复用器或基于有源器件的光分插复用器件；
优选地，卫星上微波信号的接收系统中第二微波信号的解调和处理单元包括微波信号的下转换和信号的基带处理；
卫星上光与微波信号发射系统包括基带信号源、光/微波信号调制模块、信号放大器和光/微波发射天线；其中：基带信号源驱动光/微波信号调制模块完成信号的调制；调制好的信号进入信号放大器实现信号的放大；放大后的信号通过光/微波发射天线发射出去，从而完成光和微波信号的发射；
优选地，卫星上光与微波信号发射系统中，基带信号源包括光波信号的产生模块和光波信号的调制模块；光波信号的产生模块中光波信号的产生是基于光纤激光器的方式或者空间光器件搭建的方式；光波信号的调制模块包括射频微波信号源、光调制器和光波源；光波源的输出端连接至由射频微波信号源驱动的光调制器，进而完成光波信号的发射。
优选地，卫星上光与微波信号发射系统中光/微波信号调制模块为马赫曾德调制器或电致吸收调制器；
优选地，卫星上光与微波信号发射系统中的信号放大器为光放大器或微波放大器，其中光放大器为掺铒光纤放大器、半导体光放大器或者拉曼放大器；信号放大器为微波放大器时，其为高功率、低噪声的微波放大器。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明设计了面向空间信息网络的基于光和微波混合传输系统。该系统可充分结合光和微波传输技术优点，在保证其空间信息网络全天候、无间断传输通信的同时，来增加系统的传输速率，提高系统容量；该系统的收发机结构中，具有光和微波的发射和接收能力，一定程度上也可较好与现有的基于微波技术的卫星实现联网和通信，故该系统具有较好的扩展性和后向兼容性。
附图说明
图1为本发明面向空间信息网络的不同层之间组网信息图；
图2为本发明面向空间信息网络的混合传输系统的结构示意图；
图3为面向空间信息网络的混合传输系统中的星地发射子系统中的光发射模块图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例所描述的系统，其组网和主要传输模式为：处于不同轨道层面上的卫星具有不同功能，且网络采用分级管理的多层卫星网络结构模式。为了提高卫星网络的稳定性并进一步贴近实际应用场景，本项目在其网络系统中采用多层、分级管理的网络构架，同时将组成网络的每个卫星看做一个节点。其中，GEO/MEO星座为顶层管理，具有路由表更新、故障恢复和拥塞控制等能力，且MEO和GEO构成空间信息网络中的骨干网。LEO作为底层业务传输网络。如图1所示，LEO卫星星座被分成多个组，每组通过星间链路连接到MEO/GEO，即形成一一对应关系。同时，MEO轨道层上的卫星也分成若干组，每组卫星与GEO也形成对应关系。为了降低网络因路由算法而带来的计算复杂度问题，同时提高网络对各种业务的承载能力，本项目拟定义：地面发送的信息到LEO后，LEO通过星际链路向其所属的顶层管理卫星GEO/MEO发送路由请求申请。顶层的管理卫星则根据现有网络系统情况后，将相应的路由分配决议，通过相应的星际链路会传到底层网络，底层网络则根据相应的路由策略在LEO星座中建立源-目标卫星光通路，并采用所分配的波长或者子波长来实现不同节点之间通信。
如图2所示，本发明包括地面收发装置和卫星收发装置。地面收发装置通过空间链路与卫星收发装置建立联系和通信。其中，地面收发装置包括地上光与微波信号发射系统、地上光与微波信号接收系统、地上跟瞄子系统，地上跟瞄子系统分别通过微波判决信号和光发射天线姿态调整信号分别来控制地上光与微波信号的发射系统和地上光与微波信号接收系统；卫星收发装置包括卫星上光与微波信号的接收和交换转发系统、卫星上光与微波信号发射系统、卫星上跟瞄子系统，卫星上跟瞄子系统分别与卫星上光与微波信号的接收和交换转发系统、卫星上光与微波信号发射系统连接，用于控制卫星上信号的接收和发射。
地上光与微波信号发射系统包括光与微波的信号产生单元、第一光放大器、第一微波放大器、光发射天线、第一微波发射天线、光纤、微波同轴电缆线和微波信号控制单元；光与微波的信号产生单元包括光波信号源、微波信号源；具体的：光波信号源通过光纤连接到第一光放大器，第一光放大器的输出经过光纤连接至光发射天线，从而实现光信号的发射；微波信号源通过微波同轴电缆线连接至第一微波放大器，第一微波放大器的输出通过微波同轴电缆线连接至第一微波发射天线，从而实现微波信号的发射；其中微波信号控制单元，通过提取卫星收发装置上信号中的控制指令，从而实现微波或者光信号发射的切换；
地上光与微波信号接收系统包括第一微波信号的解调和处理单元、第一微波接收天线、第一光纤耦合模块、第二光放大器和第一光电检测器；具体的：地上跟瞄子系统中的信号到达第一光纤耦合模块，第一光纤耦合模块的输出通过光纤连接至第二光放大器，经过第二光放大器连接至第一光电探测器，从而实现光信号的接收；地上跟瞄子系统中的信号连接至第一微波接收天线，第一微波接收天线接收的信号通过微波电缆同轴线连接至第一微波信号的解调和处理单元，从而完成微波信号的解调；
优选地，光波信号源包括光波信号的产生模块和光波信号的调制模块；光波信号的产生模块中光波信号的产生是基于光纤激光器的方式或者空间光器件搭建的方式；光波信号的调制模块包括射频微波信号源、光调制器和光波源；光波源的输出端连接至由射频微波信号源驱动的光调制器，进而完成光波信号的发射。
优选地，光波信号的调制模块中的光调制器包括马赫曾德调制器或电致吸收调制器；
优选地，光与微波信号的接收系统中的光电探测器为PIN或者APD；
优选地，第一微波信号的解调和处理单元包括微波信号的下转换和信号的基带处理；
卫星上光与微波信号的接收和转发交换系统包括卫星上光信号的接收系统、卫星上微波信号的接收系统；其中：卫星上光信号的接收系统包括光接收天线、第二光纤耦合模块、第三光放大器和第二光电探测器；光接收天线将接收的光信号通过第二光纤耦合模块耦合到光纤中，耦合后的信号通过第三光放大器达到第二光电探测器，从而实现信号的光电转换，第二光电探测器输出连接至光与微波信号交换转发处理系统；光与微波信号交换转发处理系统包括微波信号的处理单元、基带交换矩阵、光信号的调制单元、光域信号的交换矩阵、数据信号的重构和发射模块；微波信号的处理单元输出一路连接至基带交换矩阵，实现信号的电域交换；卫星上微波信号的接收系统包括第二微波的接收天线、微波电缆同轴线、第二微波信号的解调和处理单元；卫星上跟瞄子系统输出信号到达至第二微波接收天线，第二微波接收天线接收的信号通过微波电缆同轴线连接至第二微波信号的解调和处理单元，从而完成微波信号的解调；微波信号处理单元输出另一路信号和基带交换矩阵输出的信号进入到光信号的调制单元，在光信号的调制单元中完成信号的转发和光域内信号的交换；经光域信号的交换矩阵后输出后到达数据信号的重构和发射模块，从而完成光信号的交换，转发和发射；
优选地，光信号接收系统中第三光电探测器，为PIN或者APD；
优选地，光与微波信号交换转发处理系统中的光信号的调制单元为马赫曾德调制器或电致吸收调制器；
优选地，光与微波信号交换转发处理系统中的光域信号的交换矩阵为基于无源器件构成的光分插复用器或基于有源器件的光分插复用器件；
优选地，卫星上微波信号的接收系统中第二微波信号的解调和处理单元包括微波信号的下转换和信号的基带处理；
卫星上光与微波信号发射系统包括基带信号源、光/微波信号调制模块、信号放大器和光/微波发射天线；其中：基带信号源驱动光/微波信号调制模块完成信号的调制；调制好的信号进入信号放大器实现信号的放大；放大后的信号通过光/微波发射天线发射出去，从而完成光和微波信号的发射；
优选地，卫星上光与微波信号发射系统中，基带信号源包括光波信号的产生模块和光波信号的调制模块；光波信号的产生模块中光波信号的产生是基于光纤激光器的方式或者空间光器件搭建的方式；光波信号的调制模块包括射频微波信号源、光调制器和光波源；光波源的输出端连接至由射频微波信号源驱动的光调制器，进而完成光波信号的发射。
优选地，卫星上光与微波信号发射系统中光/微波信号调制模块为马赫曾德调制器或电致吸收调制器；
优选地，卫星上光与微波信号发射系统中的信号放大器为光放大器或微波放大器，其中光放大器为掺铒光纤放大器、半导体光放大器或者拉曼放大器；信号放大器为微波放大器时，其为高功率、低噪声的微波放大器；
进一步地，数据信号的重构和发射模块的结构如图3所示，主要由下行光源CW、外调制器和数据信号产生模块组成，其中：下行光源CW为普通的高功率、低线宽、高稳定性的光纤激光器或为空间器件构成的空间光的激光器，数据信号产生模块用于驱动外调制器，通过偏置电压使外调制器工作在其传输曲线的线性区，进而实现下行波器组的多载波调制数据的发射。其中，外调制器为马赫曾德调制器或电致吸收调制器等。
本实施例在无源光网络的下行传输系统中采用基于波器组的多载波调制技术，具有以下的优点：
1)该面向空间系统网络的系统结构，采用基于光和微波混合传输技术，可充分利用扬其光和微波传输技术的优点，避这两种技术的缺点，在保证其空间信息网络全天候、无间断传输通信的同时，来增加系统的传输速率，提高系统容量；
2)该系统的收发机结构中，具有光和微波的发射和接收能力，一定程度上也可较好与现有的基于微波技术的卫星实现联网和通信，故该系统具有较好的扩展性和后向兼容性。
3)该系统中，星与星之间采用光传输技术，且星上的交换和转发系统是采用光和微波混合的方式，增加了其系统传输的灵活性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于包括地面收发装置和卫星收发装置；地面收发装置通过空间链路与卫星收发装置建立联系和通信；其中，地面收发装置包括地上光与微波信号发射系统、地上光与微波信号接收系统、地上跟瞄子系统，地上跟瞄子系统分别通过微波判决信号和光发射天线姿态调整信号分别来控制地上光与微波信号的发射系统和地上光与微波信号接收系统；卫星收发装置包括卫星上光与微波信号的接收和交换转发系统、卫星上光与微波信号发射系统、卫星上跟瞄子系统，卫星上跟瞄子系统分别与卫星上光与微波信号的接收和交换转发系统、卫星上光与微波信号发射系统连接，用于控制卫星上信号的接收和发射。
2.如权利要求1所述的面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于地上光与微波信号发射系统包括光与微波的信号产生单元、第一光放大器、第一微波放大器、光发射天线、第一微波发射天线、光纤、微波同轴电缆线和微波信号控制单元；光与微波的信号产生单元包括光波信号源、微波信号源；具体的：光波信号源通过光纤连接到第一光放大器，第一光放大器的输出经过光纤连接至光发射天线，从而实现光信号的发射；微波信号源通过微波同轴电缆线连接至第一微波放大器，第一微波放大器的输出通过微波同轴电缆线连接至第一微波发射天线，从而实现微波信号的发射；其中微波信号控制单元，通过提取卫星收发装置上信号中的控制指令，从而实现微波或者光信号发射的切换。
3.如权利要求1所述的面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于地上光与微波信号接收系统包括第一微波信号的解调和处理单元、第一微波接收天线、第一光纤耦合模块、第二光放大器和第一光电检测器；具体的：地上跟瞄子系统中的信号到达第一光纤耦合模块，第一光纤耦合模块的输出通过光纤连接至第二光放大器，经过第二光放大器连接至第一光电探测器，从而实现光信号的接收；地上跟瞄子系统中的信号连接至第一微波接收天线，第一微波接收天线接收的信号通过微波电缆同轴线连接至第一微波信号的解调和处理单元，从而完成微波信号的解调。
4.如权利要求2所述的面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于光波信号源包括光波信号的产生模块和光波信号的调制模块；光波信号的产生模块中光波信号的产生是基于光纤激光器的方式或者空间光器件搭建的方式；光波信号的调制模块包括射频微波信号源、光调制器和光波源；光波源的输出端连接至由射频微波信号源驱动的光调制器，进而完成光波信号的发射。
5.如权利要求4所述的面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于光波信号的调制模块中的光调制器包括马赫曾德调制器或电致吸收调制器。
6.如权利要求1所述的面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于卫星上光与微波信号的接收和转发交换系统包括卫星上光信号的接收系统、卫星上微波信号的接收系统；其中：卫星上光信号的接收系统包括光接收天线、第二光纤耦合模块、第三光放大器和第二光电探测器；光接收天线将接收的光信号通过第二光纤耦合模块耦合到光纤中，耦合后的信号通过第三光放大器达到第二光电探测器，从而实现信号的光电转换，第二光电探测器输出连接至光与微波信号交换转发处理系统；光与微波信号交换转发处理系统包括微波信号的处理单元、基带交换矩阵、光信号的调制单元、光域信号的交换矩阵、数据信号的重构和发射模块；微波信号的处理单元输出一路连接至基带交换矩阵，实现信号的电域交换；卫星上微波信号的接收系统包括第二微波的接收天线、微波电缆同轴线、第二微波信号的解调和处理单元；卫星上跟瞄子系统输出信号到达至第二微波接收天线，第二微波接收天线接收的信号通过微波电缆同轴线连接至第二微波信号的解调和处理单元，从而完成微波信号的解调；微波信号处理单元输出另一路信号和基带交换矩阵输出的信号进入到光信号的调制单元，在光信号的调制单元中完成信号的转发和光域内信号的交换；经光域信号的交换矩阵后输出后到达数据信号的重构和发射模块，从而完成光信号的交换，转发和发射。
7.如权利要求1所述的面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于卫星上光与微波信号发射系统包括基带信号源、光/微波信号调制模块、信号放大器和光/微波发射天线；其中：基带信号源驱动光/微波信号调制模块完成信号的调制；调制好的信号进入信号放大器实现信号的放大；放大后的信号通过光/微波发射天线发射出去，从而完成光和微波信号的发射。
8.如权利要求2、3、4、5、6或7所述的面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于光与微波信号的接收系统中的光电探测器为PIN或者APD；光信号接收系统中第三光电探测器，为PIN或者APD；第一微波信号的解调和处理单元包括微波信号的下转换和信号的基带处理；光与微波信号交换转发处理系统中的光信号的调制单元为马赫曾德调制器或电致吸收调制器；光与微波信号交换转发处理系统中的光域信号的交换矩阵为基于无源器件构成的光分插复用器或基于有源器件的光分插复用器件；卫星上微波信号的接收系统中第二微波信号的解调和处理单元包括微波信号的下转换和信号的基带处理。
9.如权利要求7所述的面向空间信息网络的光和微波混合传输系统，其特征在于卫星上光与微波信号发射系统中，基带信号源包括光波信号的产生模块和光波信号的调制模块；光波信号的产生模块中光波信号的产生是基于光纤激光器的方式或者空间光器件搭建的方式；光波信号的调制模块包括射频微波信号源、光调制器和光波源；光波源的输出端连接至由射频微波信号源驱动的光调制器，进而完成光波信号的发射。
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| CN (1) | CN104967475B (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106817304A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-06-09 | 大连大学 | 基于多业务的卫星全光网络波长路由方法 |
| CN107317593A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-11-03 | 中国科学院半导体研究所 | 双链路通信接收系统 |
| CN107395454A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-11-24 | 清华大学 | 一种适用于激光微波混合链路交换的简化试验验证系统 |
| CN107509125A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-12-22 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种分布式光电混合交换结构 |
| CN106209163B (zh) * | 2016-06-21 | 2018-06-08 | 中国科学院半导体研究所 | 基于微波通信和空间无线光通信双链路的跳频通信系统 |
| CN108337039A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-07-27 | 宁波光舟通信技术有限公司 | 一种通信系统 |
| CN108650014A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-10-12 | 宁波光舟通信技术有限公司 | 一种通信系统 |
| CN108880656A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-11-23 | 中国电子科技集团公司电子科学研究院 | 一种分布式星群系统和信息系统 |
| CN110166125A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-08-23 | 广东工业大学 | 一种卫星通信系统及方法 |
| CN110233665A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-09-13 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 射频/激光协同快速捕获跟踪对准方法 |
| CN114024798A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-08 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种星载微波光电混合通信交换一体化系统及方法 |
| CN115694638A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-02-03 | 上海航天测控通信研究所 | 一种激光微波混合自适应星地数据传输装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075649A (en) * | 1989-02-14 | 1991-12-24 | Selenia Spazio S.P.A. | Adaptive phase and amplitude distributor |
| CN1863011A (zh) * | 2005-09-19 | 2006-11-15 | 华为技术有限公司 | Pon系统多业务信号光接入系统及方法 |
| CN201122973Y (zh) * | 2007-10-30 | 2008-09-24 | 南京中网通信有限公司 | 传真机通过卫星传输数据的装置 |
| CN103117803A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-22 | 中国人民解放军空军工程大学 | 星载微波与激光通信链路的集成系统及应用方法 |
| CN103117796A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-22 | 西安空间无线电技术研究所 | 卫星射频与光纤信号传输数据的中继转发装置及转发方法 |
| CN103973367A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-08-06 | 杭州电子科技大学 | 全双工调制回复反射无线光通信系统及其通信方法 |
| CN204721356U (zh) * | 2015-06-11 | 2015-10-21 | 杭州电子科技大学 | 一种面向空间信息网络的光和微波混合传输系统 |
-
2015
- 2015-06-11 CN CN201510321452.4A patent/CN104967475B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075649A (en) * | 1989-02-14 | 1991-12-24 | Selenia Spazio S.P.A. | Adaptive phase and amplitude distributor |
| CN1863011A (zh) * | 2005-09-19 | 2006-11-15 | 华为技术有限公司 | Pon系统多业务信号光接入系统及方法 |
| CN201122973Y (zh) * | 2007-10-30 | 2008-09-24 | 南京中网通信有限公司 | 传真机通过卫星传输数据的装置 |
| CN103117803A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-22 | 中国人民解放军空军工程大学 | 星载微波与激光通信链路的集成系统及应用方法 |
| CN103117796A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-22 | 西安空间无线电技术研究所 | 卫星射频与光纤信号传输数据的中继转发装置及转发方法 |
| CN103973367A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-08-06 | 杭州电子科技大学 | 全双工调制回复反射无线光通信系统及其通信方法 |
| CN204721356U (zh) * | 2015-06-11 | 2015-10-21 | 杭州电子科技大学 | 一种面向空间信息网络的光和微波混合传输系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵静，等: "中继卫星资源调度问题研究现状与展望", 《电讯技术》 * |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106209163B (zh) * | 2016-06-21 | 2018-06-08 | 中国科学院半导体研究所 | 基于微波通信和空间无线光通信双链路的跳频通信系统 |
| CN106817304B (zh) * | 2017-01-24 | 2019-12-13 | 大连大学 | 基于多业务的卫星全光网络波长路由方法 |
| CN106817304A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-06-09 | 大连大学 | 基于多业务的卫星全光网络波长路由方法 |
| CN107317593B (zh) * | 2017-06-21 | 2019-03-22 | 中国科学院半导体研究所 | 双链路通信接收系统 |
| CN107317593A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-11-03 | 中国科学院半导体研究所 | 双链路通信接收系统 |
| CN107395454A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-11-24 | 清华大学 | 一种适用于激光微波混合链路交换的简化试验验证系统 |
| CN107395454B (zh) * | 2017-07-04 | 2020-06-26 | 清华大学 | 一种适用于激光微波混合链路交换的简化试验验证系统 |
| CN107509125A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-12-22 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种分布式光电混合交换结构 |
| CN107509125B (zh) * | 2017-07-13 | 2020-06-09 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种分布式光电混合交换结构 |
| CN108337039A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-07-27 | 宁波光舟通信技术有限公司 | 一种通信系统 |
| CN108650014A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-10-12 | 宁波光舟通信技术有限公司 | 一种通信系统 |
| CN108880656A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-11-23 | 中国电子科技集团公司电子科学研究院 | 一种分布式星群系统和信息系统 |
| CN110233665A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-09-13 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 射频/激光协同快速捕获跟踪对准方法 |
| CN110233665B (zh) * | 2019-05-28 | 2022-04-12 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 射频/激光协同快速捕获跟踪对准方法 |
| CN110166125A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-08-23 | 广东工业大学 | 一种卫星通信系统及方法 |
| CN114024798A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-08 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种星载微波光电混合通信交换一体化系统及方法 |
| CN114024798B (zh) * | 2021-11-25 | 2022-08-05 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种星载微波光电混合通信交换一体化系统及方法 |
| CN115694638A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-02-03 | 上海航天测控通信研究所 | 一种激光微波混合自适应星地数据传输装置 |
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| Publication number | Publication date |
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