JP2017526287A - 大気の乱れによる信号フェーディングを低減する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
d_opt〜d_Θ=(4/π)×λ/Θ (1)
ここで、λは、動作中心波長であり、Θは、FW1/e2強度レベルでの測定されるダウンリンクビーム発散である。Θの値は、遠距離場レンズの焦点面でのビーム直径(FW1/e2強度レベルでのビーム直径、すなわち、カメラ又は他の適切なデバイスによって測定される、円内パワー(encircled power)の〜86%を含んだ円の直径)を、その遠距離場レンズの焦点長さに分けたものに等しい。代替的に、簡単な実施のために、直径はその最小値に設定され得る。直径の最小値は、地上におけるこの位置の近くの典型的な大気条件について一般に観測される最大発散Θに対応する。
Claims (15)
- 光通信システムにおいて光信号フェーディングを低減する方法であって、
光信号が伝送される大気について、乱流により引き起こされる指示方向の発散及び偏差を動的に求めることと、
所定の直径の単一横モードレーザビームを前記光信号として生成することと、
前記大気についての前記求められた乱流により引き起こされる発散をバックトラック指示方向と適合させるよう前記レーザビームの前記直径を動的に変更することと、
様々な直径を有する前記レーザビームを遠隔のトランシーバへ前記光信号として送信することと
を有する方法。 - 前記送信される光信号の指示方向を、前記遠隔のトランシーバへの前記光信号の到着時点における前記遠隔のトランシーバの予測される位置に向けて動的に制御すること
を更に有する請求項1に記載の方法。 - 前記乱流により引き起こされる指示方向の発散及び偏差を求めることは、地上のトランシーバに対して前記遠隔のトランシーバによって送信されたダウンリンク光ビームの遠距離場分布を検出及び解析することを有する、
請求項1に記載の方法。 - 前記地上のトランシーバの受信器及び送信器は、宇宙から同じ経路を通って届く前記ダウンリンク光信号を、前記遠隔のトランシーバへ送信される前記レーザビームと見なすことを可能にするよう、共通の出力/入力開口及び光軸を含む、
請求項3に記載の方法。 - 前記地上のトランシーバの受信器及び送信器は、夫々が開口を含み、該開口は空間的に離されている、
請求項3に記載の方法。 - 前記遠隔のトランシーバによって送信される前記ダウンリンク光ビームは、ダウンリンク通信信号のサンプリングされた部分、又はビーコンビームである、
請求項3に記載の方法。 - 前記乱流により引き起こされる指示方向の発散及び偏差を求めることは、地上のトランシーバに対して前記遠隔のトランシーバによって送信されたダウンリンク光ビームの平均角発散を求めることを有する、
請求項1に記載の方法。 - 前記レーザビームの前記所定の直径は、アップリンクビームの回折限界的な発散を、入射するダウンリンクビームの平均発散と適合させるよう設定される、
請求項1に記載の方法。 - 前記レーザビームの前記直径を動的に変更することは、前記地上のトランシーバによって受信された前記ダウンリンク光ビームの平均到来角に適合するよう、様々な直径を有する前記レーザビームの送信方向を時間において変更することを更に有する、
請求項7に記載の方法。 - 光信号フェーディングを低減する光通信システムであって、
遠隔のトランシーバによって大気を経由して送信されたダウンリンク光ビームを捕捉する開口を含むインアウト・ジンバル式望遠鏡と、
前記ダウンリンク光ビームの部分をサンプリングするビームサンプラへ前記ダウンリンク光ビームを向けるステアリングミラーと、
前記サンプリングされた部分を受け取り、該サンプリングされた部分を、遠距離場レンズの焦点面に又は該焦点面の近くに位置するカメラに向け、該カメラは、前記ダウンリンク光ビームの遠距離場における中心点位置及びビーム直径をモニタすることによって、前記ダウンリンク光ビームの前記サンプリングされた部分の瞬時到来角及びビーム発散並びに前記遠隔のトランシーバの可視的位置を測定する、前記遠距離場レンズと、
所定の直径の単一横モードレーザビームを、前記遠隔のトランシーバへ送信されるアップリンク光信号として生成するレーザ送信器と、
メモリ及びI/O回路を含み、前記遠隔のトランシーバへ送信される前記アップリンク光信号のための最適な直径及びビーム角を、前記ダウンリンク光ビームの前記サンプリングされた部分の前記測定された瞬時到来角及びビーム発散並びに前記遠隔のトランシーバの前記可視的位置に従って特定して、前記レーザビームの直径を前記特定された最適な直径に動的に設定し且つ前記レーザビームの方向を前記特定されたビーム角に動的に設定するプロセッサと
を有するシステム。 - 前記遠隔のトランシーバは、衛星に位置付けられている、
請求項10に記載のシステム。 - 前記カメラは、前記ダウンリンク光ビームの前記サンプリングされた部分の角度特性、発散及び傾きを測定するよう前記ビームの遠距離場面に位置付けられている電荷結合素子(CCD)カメラである、
請求項10に記載のシステム。 - ズーム望遠鏡を更に有し、
前記プロセッサは、前記レーザビームの直径を前記特定された最適な直径に設定するように前記ズーム望遠鏡に適応制御を適用する、
請求項10に記載のシステム。 - 前記ズーム望遠鏡は、3つのシーケンシャルレンズを含み、該シーケンシャルレンズのうちの1つ又は2つは、前記アップリンク光信号の視準を保ちながら、前記インアウト・ジンバル式望遠鏡の倍率を変えるよう同期して動かされ得る、
請求項13に記載のシステム。 - 前記アップリンクレーザビームの前記所定の直径は、前記アップリンクレーザビームの回折限界的な発散を前記ダウンリンク光ビームの平均発散と適合させるよう、前記プロセッサによって設定される、
請求項10に記載のシステム。
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