CN105628339B - 基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法及装置，涉及卫星光通信领域。解决了现有卫星光通信中心点标定方法存在标定过程复杂和标定时间过长的问题。采用平行光管和辅助光源模拟光通信终端接收的远场平行光；采用光功率计测试光通信终端接收光纤获得的耦合光功率；连接偏转控制器与偏转镜，并且将光功率计、偏转镜控制器以及CCD通过总线与测试计算机连接；测试计算机采用螺旋扫描方式控制偏转镜的角度，同时采集光功率计获得的光功率值；将辅助光源的波长调整为信标光接收波长，记录CCD质心坐标，并将其作为通信中心点。本发明可以应用于卫星光通信终端光学调试和卫星光通信终端在各种环境试验前后光学指标的测试和复测过程。

Description

基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法及 装置
技术领域
本发明涉及卫星光通信领域。
背景技术
在基于光纤耦合接收方式的卫星光通信终端中，信号光接收光路需将空间光耦合至单模光纤中，然后将信标光接收光路中的CCD图像探测器作为信标跟踪探测器。为获得最大光纤耦合效率，需要确定获得最大光纤耦合效率对应的CCD质心坐标，该质心坐标定义为通信中心点。由于用于信号光耦合的单模光纤芯径只有几个微米，在调试和测试过程中通信中心点标定较为困难，且标定过程复杂，因此获得准确、快速对通信中心点标定方法至关重要。
现有的通信中心点标定方法为：利用长焦平行光管发射近似平行光的信号光和信标光入射至卫星光通信终端光学系统，调整终端粗瞄转动机构的角度，使得耦合接收光纤能够探测到信号光功率，此时CCD上也同时能够探测到信标光。调整终端接收公共光路中的快速偏转镜的方位和俯仰轴角度，需在一轴不动的情况下不断调整另一轴找到此时光纤耦合效率最大值，然后固定该轴角度，切换至另一轴继续寻找光纤耦合效率最大值，以此类推，直至逼近信号光耦合功率最大值，记录CCD上的信标光质心坐标作为通信中心点。现有技术具有一定的局限性，存在的问题如下：1、标定过程复杂，虽可以通过计算机输入快速偏转镜角度，但仍需要调试人员进行控制；2、标定时间过长，影响卫星光通信终端调试进度，没有发挥快速偏转镜的优势。
发明内容
本发明为了解决现有卫星光通信中心点标定方法存在标定过程复杂和标定时间过长的问题，提出了一种基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法及装置。
基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法包括以下步骤：
步骤一、采用平行光管和辅助光源模拟光通信终端接收的远场平行光；
步骤二、采用光功率计测试光通信终端接收光纤获得的耦合光功率；
步骤三、连接偏转控制器与偏转镜，并且将光功率计、偏转镜控制器以及CCD通过总线与测试计算机连接；
步骤四、测试计算机采用螺旋扫描方式控制偏转镜的角度，同时采集光功率计获得的光功率值；
步骤五、将辅助光源的波长调整为信标光接收波长，记录CCD质心坐标，并将其作为通信中心点。
基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置包括平行光管、辅助光源、光功率计、偏转镜控制器和测试计算机，所述辅助光源通过平行光管向光通信终端发出平行光；测试计算机的偏转镜控制信号输出端与偏转镜控制器的偏转镜控制信号输入端连接，所述偏转镜控制器用于控制偏转镜进行螺距扫描；测试计算机的光功率信号输入端与光功率计的光功率信号输出端连接，光功率计用于采集光通信终端的光功率值；测试计算机的图像信号输入端与CCD的图像信号输出端连接，用于记录CCD质心坐标。
有益效果：本发明提出的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法及装置利用光功率计测试光纤耦合效率，同时利用测试计算机控制光通信终端内部接收光路中的快速偏转镜的偏转角度，寻找最大光纤耦合效率所对应的CCD坐标，快速标定通信中心点，标定速度更快，标定过程更加简便。本发明可以应用于卫星光通信终端光学调试和卫星光通信终端在各种环境试验前后光学指标的测试和复测过程。
附图说明
图1为具体实施方式八所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、本具体实施方式所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法包括以下步骤：
步骤一、采用平行光管和辅助光源模拟光通信终端接收的远场平行光；
步骤二、采用光功率计测试光通信终端接收光纤获得的耦合光功率；
步骤三、连接偏转控制器与偏转镜，并且将光功率计、偏转镜控制器以及CCD通过总线与测试计算机连接；
步骤四、测试计算机采用螺旋扫描方式控制偏转镜的角度，同时采集光功率计获得的光功率值；
步骤五、将辅助光源的波长调整为信标光接收波长，记录CCD质心坐标，并将其作为通信中心点。
本实施方式提出的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法利用光功率计测试光纤耦合效率，同时利用测试计算机控制光通信终端内部接收光路中的快速偏转镜的偏转角度，寻找最大光纤耦合效率所对应的CCD坐标，快速标定通信中心点。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法的区别在于，步骤四所述的测试计算机采用螺旋扫描方式控制偏转镜的角度，同时采集光功率计获得的光功率值的具体过程为：
测试计算机采用螺旋扫描过程中，先使用较大的扫描螺距进行扫描，通过功率计反馈值记录较大光功率所对应的快速偏转镜对应偏转量，然后以该偏转量为中心，减小扫描螺距，重新进行螺旋扫描，直至再一次找到最大的光功率值，记录此时偏转镜的偏转量。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法的区别在于，所述辅助光源包括信号光源和信标光源，所述信号光源和信标光源均为尾纤输出；所述信号光源采用TSL-210V波长可调光源实现，其波长调谐范围为1529nm～1560nm，输出功率范围为-40dBm～+15dBm；所述信标光源采用FC-808-10MM光源实现，中心波长为808±2nm，输出功率范围在0.2mW-10mW内可调，带宽为±2nm。
具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法的区别在于，所述平行光管采用焦距大于10m的长焦平行光管实现。
具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法的区别在于，所述光功率计采用AQ2200光功率计实现，探测范围为-90dBm～+10dBm，具有PCI接口，利用具有PCI板卡的测试计算机采集光功率值。
具体实施方式六、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法的区别在于，所述偏转镜控制器采用XE-517-13偏转镜控制器实现，接口为USB。
具体实施方式七、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法的区别在于，所述CCD接口类型为RS485总线，采用RS485转换器将接口形式转换为USB。
具体实施方式八、结合图1说明本具体实施方式，本具体实施方式所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置包括平行光管2、辅助光源1、光功率计3、偏转镜控制器4和测试计算机5，所述辅助光源1通过平行光管2向光通信终端发出平行光；测试计算机5的偏转镜控制信号输出端与偏转镜控制器4的偏转镜控制信号输入端连接，所述偏转镜控制器4用于控制偏转镜进行螺距扫描；测试计算机5的光功率信号输入端与光功率计3的光功率信号输出端连接，光功率计3用于采集光通信终端的光功率值；测试计算机5的图像信号输入端与CCD的图像信号输出端连接，用于记录CCD质心坐标。
具体实施方式九、本具体实施方式与具体实施方式八所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置的区别在于，所述辅助光源1包括信号光源和信标光源，所述信号光源和信标光源均为尾纤输出；所述信号光源采用TSL-210V波长可调光源实现，其波长调谐范围为1529nm～1560nm，输出功率范围为-40dBm～+15dBm；所述信标光源采用FC-808-10MM光源实现，中心波长为808±2nm，输出功率范围在0.2mW-10mW内可调，带宽为±2nm。
具体实施方式十、本具体实施方式与具体实施方式八所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置的区别在于，所述平行光管2采用焦距大于10m的长焦平行光管实现。
具体实施方式十一、本具体实施方式与具体实施方式八所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置的区别在于，所述光功率计3采用AQ2200光功率计实现，探测范围为-90dBm～+10dBm，具有PCI接口，利用具有PCI板卡的测试计算机采集光功率值。
具体实施方式十二、本具体实施方式与具体实施方式八所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置的区别在于，所述偏转镜控制器采用XE-517-13偏转镜控制器实现，接口为USB。
具体实施方式十三、本具体实施方式与具体实施方式八所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置的区别在于，所述CCD接口类型为RS485总线，采用RS485转换器将接口形式转换为USB。

Claims (10)

1.基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤一、采用平行光管和辅助光源模拟光通信终端接收的远场平行光；
步骤二、采用光功率计测试光通信终端接收光纤获得的耦合光功率；
步骤三、连接偏转控制器与偏转镜，并且将光功率计、偏转镜控制器以及CCD通过总线与测试计算机连接；
步骤四、测试计算机采用螺旋扫描方式控制偏转镜的角度，同时采集光功率计获得的光功率值；
步骤五、将辅助光源的波长调整为信标光接收波长，记录CCD质心坐标，并将其作为通信中心点。
2.根据权利要求1所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法，其特征在于，步骤四所述的测试计算机采用螺旋扫描方式控制偏转镜的角度，同时采集光功率计获得的光功率值的具体过程为：
测试计算机采用螺旋扫描过程中，先使用较大的扫描螺距进行扫描，通过光功率计反馈值记录较大光功率所对应的偏转镜对应偏转量，然后以该偏转量为中心，减小扫描螺距，重新进行螺旋扫描，直至再一次找到最大的光功率值，记录此时偏转镜的偏转量。
3.根据权利要求1所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法，其特征在于，所述辅助光源包括信号光源和信标光源，所述信号光源和信标光源均为尾纤输出；所述信号光源采用TSL-210V波长可调光源，其波长调谐范围为1529nm～1560nm，输出功率范围为-40dBm～+15dBm；所述信标光源采用FC-808-10MM光源，中心波长为808±2nm，输出功率范围在0.2mW-10mW内可调，带宽为±2nm。
4.根据权利要求1所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法，其特征在于，所述平行光管采用焦距大于10m的长焦平行光管。
5.根据权利要求1所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法，其特征在于，所述光功率计采用AQ2200光功率计，探测范围为-90dBm～+10dBm。
6.根据权利要求1所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法，其特征在于，所述偏转镜控制器采用XE-517-13偏转镜控制器。
7.基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置，其特征在于，它包括平行光管(2)、辅助光源(1)、光功率计(3)、偏转镜控制器(4)和测试计算机(5)，所述辅助光源(1)通过平行光管(2)向光通信终端发出平行光；测试计算机(5)的偏转镜控制信号输出端与偏转镜控制器(4)的偏转镜控制信号输入端连接，所述偏转镜控制器(4)用于控制偏转镜进行螺距扫描；测试计算机(5)的光功率信号输入端与光功率计(3)的光功率信号输出端连接，光功率计(3)用于采集光通信终端的光功率值；测试计算机(5)的图像信号输入端与CCD的图像信号输出端连接，用于记录CCD质心坐标。
8.根据权利要求7所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置，其特征在于，所述辅助光源(1)包括信号光源和信标光源，所述信号光源和信标光源均为尾纤输出；所述信号光源采用TSL-210V波长可调光源，其波长调谐范围为1529nm-1560nm，输出功率范围为-40dBm～+15dBm；所述信标光源采用FC-808-10MM光源，中心波长为808±2nm，输出功率范围在0.2mW-10mW内可调，带宽为±2nm。
9.根据权利要求7所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置，其特征在于，所述平行光管(2)采用焦距大于10m的长焦平行光管。
10.根据权利要求7所述的基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定装置，其特征在于，所述光功率计(3)采用AQ2200光功率计，探测范围为-90dBm～+10dBm。
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