[發明專利]激光相干數據傳輸信道模擬測試裝置

無效

• 申請號: 201010201294.6
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN101873181A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 孫建鋒;劉立人;閆愛民;戴恩文;魯偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B10/12;G02B27/10
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及自由空間激光通信，特別是一種用于相干激光通信終端地面檢測驗證的激光相干數據傳輸信道模擬測試裝置，主要用于在全物理模擬信道條件下對相干及非相干激光通信終端的瞄準/捕獲/跟蹤性能和通信性能的測試。

背景技術

自由空間激光通信的主要數據傳輸信道為低軌衛星(Low?Earth?Orbit-LEO)-地球同步衛星(Geo?Synchronous?Orbit-GEO)、GEO-GEO、GEO-光學地面站。采用相干激光通信體制是目前解決衛星之間數據傳輸瓶頸主要技術手段之一，但由于衛星激光通信的特殊性和復雜性，衛星激光通信終端在進行在軌飛行之前必須在地面進行一系列的檢測驗證，以保障在軌的正常工作。

在先技術(Tetsuya?Miyazaki，Keizo?Inagaki?and?Masayuki?Fujise，Multigigabit?optical?transmission?experiment?through?a?free-space?simulator.Proc.of?SPIE，Vol.2123，1994，56-65)描述的自由空間激光傳輸模擬器只能模擬小于3000km的傳輸距離，并且不適用于相干激光通信終端性能的測試。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術不能對相干激光通信終端測試的不足，提供一種激光相干數據傳輸信道模擬測試裝置，該裝置提供實際激光數據傳輸信道的全物理模擬環境，實現對激光相干和非相干通信終端的瞄準/捕獲/跟蹤性能和通信性能的測試，對相干激光通信終端的研制和發展有很大的應用前景。

本發明的技術構思是：基于光學傅立葉變換和級聯的中心采樣4-f光學成像放大的原理實現光束無附加二次相位因子的自由空間遠距離傳輸模擬，采用自由空間2×4光學90°橋接器進行相干探測，實現對相干激光通信終端通信性能的測試，采用位置探測器對激光通信終端瞄準/捕獲/跟蹤性能的測試。

本發明的技術解決方案如下：

一種激光相干數據傳輸信道模擬測試裝置，特征在于其構成包括長焦距傅立葉變換主鏡、分光平板、孔徑光闌、級聯中心采樣4-f光學成像放大器、采樣小孔、擴束望遠鏡、自由空間2×4光學90°橋接器、本振激光光源、準直系統1、高速光信號解調和鎖相電路、第一轉像目鏡、分光棱鏡、第二轉像目鏡、測試用激光光源、準直系統2、位置探測器組成。

所述的級聯中心采樣4-f光學成像放大器的入瞳面和傅立葉變換主鏡的后焦面重合，出瞳面和采樣小孔(4)所在平面重合，擴束望遠鏡(5)的入瞳和采樣小孔(4)所在平面重合。

所述的級聯中心采樣4-f光學成像放大器是由N個雙透鏡組成的中心采樣4-f光學成像放大器級聯組成，放大倍率M＝M₁×M₂×...×M_N，其中M₁，M₂，...M_N分別為第一級、第二級，...第N級中心采樣4-f光學成像放大器的放大倍率，滿足和分別為第N級光學成像放大器的物鏡和目鏡的焦距；第N-1級中心采樣4-f光學成像放大器的出瞳與第N級中心采樣4-f光學成像放大器的入瞳重合，在每一級中心采樣4-f光學成像放大器的入瞳放置合適大小的小孔光闌起濾波作用。

所述的第一轉像目鏡和第二轉像目鏡組成1∶1轉像系統，位置探測器的光敏面和第二轉像目鏡的后焦面重合。

所述的自由空間2×4光學90°橋接器(6)用來將被測激光通信終端的信號光和本振光進行合束后進行相干探測。

本發明的技術效果：

本發明激光相干數據傳輸信道模擬測試裝置，利用光學傅立葉變換和級聯的中心采樣4-f光學成像放大的原理實現光束無附加二次相位因子的自由空間遠距離傳輸模擬，采用自由空間2×4光學90°橋接器進行相干探測，實現對相干激光通信終端通信性能的測試，采用位置探測器對激光通信終端瞄準/捕獲/跟蹤性能的測試。本發明對于空間激光通信終端的研制和發展具有很大的應用價值。

附圖說明

圖1為本發明激光相干數據傳輸信道模擬測試裝置實施例的光路示意圖。

圖2為本發明的單級中心采樣4-f光學成像放大器結構示意圖。