CN105429702A - 一种小型空间激光通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型空间激光通信系统，其特征在于：承载平台底面中部固定连接在伺服二维转台上；陀螺组件和加速度计组件固定连接在承载平台底面；伺服振镜、光电探测器、GPS接收机、寻北仪、射频电台、陀螺组件、伺服二维转台、加速度计组件通过线缆与处理器连接，GPS接收机的接收端通过线缆与GPS天线连接，射频电台连接射频天线。其实现了空间激光通信系统的小型化设计，通过一束光完成捕获、跟踪、通信功能，用陀螺、加速度计实现伺服反馈参数提取，极大程度上减小了系统体积、重量、功耗；同时，具有操作简单、动静环境下均可通信的特点。

Description

一种小型空间激光通信系统

技术领域

本发明涉及一种小型空间激光通信系统，属于空间激光通信技术领域。

技术背景

在信息量呈爆炸性增长的今天，对于大容量、高速率通信技术的需求都很迫切，通信业务早已由通话音频向数据图像、因特网、多媒体业务等方向转变，急需解决海量数据传输的瓶颈。随着通信网的建设加速，局域网和千兆赫兹以太网连接到运营商的通信网络，必须依靠容量巨大的接入网络，如光线、微波、XDSL。但光线敷设时间长及高额投入限制了普及；微波技术日渐成熟，但这种接入方式需要高额的初始投资等，对业务提供商而言，这种接入方式不够经济；尽管铜缆是一种易得的传输媒质，但带宽太低。自由空间激光通信作为一种新兴的宽带无线接入方式浮出水面。由于它具有无需频谱许可证、带宽高、协议透明、成本低廉、链路部署快、安全保密性好、便携性好等突出优点，是解决宽带网络“最后1公里”的传输瓶颈的有效方式。空间激光通信经过几十年的发展，以及完成了卫星-卫星、卫星-地面、卫星-飞机等链路的试验验证，通信速率达到Gbps量级。早期激光通信以演示试验验证为主，系统体积一般很大。随着技术的不断成熟与应用的迫切性日益增强，小型激光通信的设计与开发是未来激光通信系统发展的主要趋势之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种小型空间激光通信系统，其实现了空间激光通信系统的小型化设计，通过一束光完成捕获、跟踪、通信功能，用陀螺、加速度计实现伺服反馈参数提取，极大程度上减小了系统体积、重量、功耗；同时，具有操作简单、动静环境下均可通信的特点。

本发明的技术方案是这样实现的：一种小型空间激光通信系统，由光学系统、伺服振镜、光电探测器、处理器、GPS接收机、GPS天线、寻北仪、射频电台、射频天线、陀螺组件、承载平台、伺服二维转台、加速度计组件组成，其特征在于：光学系统、伺服振镜、光电探测器、处理器、GPS接收机、GPS天线、寻北仪、射频电台、射频天线顺次固定连接在承载平台上；承载平台底面中部固定连接在伺服二维转台上；陀螺组件和加速度计组件固定连接在承载平台底面；伺服振镜、光电探测器、GPS接收机、寻北仪、射频电台、陀螺组件、伺服二维转台、加速度计组件通过线缆与处理器连接，GPS接收机的接收端通过线缆与GPS天线连接，射频电台连接射频天线。

工作步骤如下：

（1）开启射频电台，通过射频天线接收对方位置信息；

（2）开启GPS接收机，通过GPS天线得到本地位置信息；

（3）根据寻北仪提供的方位角信息，调整伺服二维转台，使光学系统指向对方；

（4）根据加速度计组件、陀螺组件提供的信息控制伺服振镜，使入射光束始终照射到光电探测器的中心位置；

（5）光电探测将接收到的光信号转换为电信号，送入处理器中实现通信信号解调。

本发明的积极效果是其能完成空间信息传递功能，通信系统通过一束光完成捕获、跟踪、通信功能，用陀螺、加速度计实现伺服反馈参数提取，极大程度上减小了系统体积、重量、功耗。同时，具有操作简单、动静环境下均可通信的特点。

附图说明

图1为本发明的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：如图1所示，一种小型空间激光通信系统，由光学系统1、伺服振镜2、光电探测器3、处理器4、GPS接收机5、GPS天线6、寻北仪7、射频电台8、射频天线9、陀螺组件10、承载平台11、伺服二维转台12、加速度计组件13组成，其特征在于：光学系统1、伺服振镜2、光电探测器3、处理器4、GPS接收机5、GPS天线6、寻北仪7、射频电台8、射频天线9顺次固定连接在承载平台11上；承载平台11底面中部固定连接在伺服二维转台12上；陀螺组件10和加速度计组件13固定连接在承载平台11底面；伺服振镜2、光电探测器3、GPS接收机5、寻北仪7、射频电台8、陀螺组件10、伺服二维转台12、加速度计组件13通过线缆与处理器4连接，GPS接收机5的接收端通过线缆与GPS天线6连接，射频电台8连接射频天线9。

工作步骤如下：

（6）开启射频电台8，通过射频天线9接收对方位置信息。

（7）开启GPS接收机5，通过GPS天线6得到本地位置信息。

（8）根据寻北仪7提供的方位角信息，调整伺服二维转台12，使光学系统1指向对方。

（9）根据加速度计组件13、陀螺组件10提供的信息控制伺服振镜2，使入射光束始终照射到光电探测器3的中心位置。

（10）光电探测3将接收到的光信号转换为电信号，送入处理器4中实现通信信号解调。

GPS选用SuperstarⅡ型GPSOEM，GPS天线选用测量型天线；寻北仪选用SDI-141寻北仪；射频电台选用PDL数传电台；陀螺组件选用光纤陀螺组件；加速度计组件选用压电式ULT24。

Claims (1)

1.一种小型空间激光通信系统，由光学系统、伺服振镜、光电探测器、处理器、GPS接收机、GPS天线、寻北仪、射频电台、射频天线、陀螺组件、承载平台、伺服二维转台、加速度计组件组成，其特征在于：光学系统、伺服振镜、光电探测器、处理器、GPS接收机、GPS天线、寻北仪、射频电台、射频天线顺次固定连接在承载平台上；承载平台底面中部固定连接在伺服二维转台上；陀螺组件和加速度计组件固定连接在承载平台底面；伺服振镜、光电探测器、GPS接收机、寻北仪、射频电台、陀螺组件、伺服二维转台、加速度计组件通过线缆与处理器连接，GPS接收机的接收端通过线缆与GPS天线连接，射频电台连接射频天线;

工作步骤如下：

（1）开启射频电台，通过射频天线接收对方位置信息；

（2）开启GPS接收机，通过GPS天线得到本地位置信息；

（3）根据寻北仪提供的方位角信息，调整伺服二维转台，使光学系统指向对方；

（4）根据加速度计组件、陀螺组件提供的信息控制伺服振镜，使入射光束始终照射到光电探测器的中心位置；

（5）光电探测将接收到的光信号转换为电信号，送入处理器中实现通信信号解调。