[發(fā)明專利]本振增強型差分信號接收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410823006.9
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104601247A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 馬小平;孫建鋒;侯培培;劉福川;李光遠;周煜;劉立人
• 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: H04B10/64
• 分類號: H04B10/64;H04B10/25;H04J3/06
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純;張寧展

技術領域

本發(fā)明涉及自由空間激光通信領域，特別是一種用于自由空間星地激光通信鏈路中的地面接收端本振增強型差分信號接收裝置，用于空間激光通信接收機中，對差分相移鍵控(以下簡稱為DPSK)調制的光信號進行接收和解調，最后經處理電路，輸出數據信號。該接收裝置原理清晰、結構簡單，較易實現。

背景技術

自由空間激光通信中，星地激光通信鏈路是制約地基的全空間通信鏈路貫通的主要瓶頸問題。在地面接收的近地面端，大氣湍流變化造成接收光信號的波前畸變，使得光束相位不完整，大大降低接收系統的靈敏度和探測效率，增大通信誤碼率。因此，克服大氣湍流對光學信號傳輸的擾動就成為星地激光通信亟待解決的問題。另外一方面由于針對復雜湍流介質以及湍流效應對光束波面的變化情況，相關的研究模型也僅僅停留在理論階段，而且仍然沒有統一的理論模型來分析，因此需要新的方案來克服大氣湍流對通信系統的影響。

在先前技術研究[1](相位補償偏振分光2×4自由空間光學橋接器，光學學報，Vol.29，3291～3294，2009)中，在星地激光通信的地面端，采取本振光和信號光進行外差探測來接收光信號，通過增大本振光的強度提高光信號的接收靈敏度。該方案中，本振光和信號光在自由空間光學橋接器中相干合成，輸出的四束光中兩兩組成同相通道和正交通道，二者具有90度相位差。但是該方案中為了保證一定的外差探測效率，需要本振光和信號光的相位穩(wěn)定，需要引入鎖相電路來控制本振光和信號光的頻率相等，技術難度交大，不易實現。

在先前技術研究[2](自相位差分干涉光信號接收裝置，專利，CN?102594456A)中，采用DPSK調制的編碼方式來克服大氣湍流效應。即可以通過自相位差分干涉接收裝置解調DPSK調制的編碼光信號，使信號前后碼元的信號光相位相減來克服大氣湍流對信號解調的擾動，同時解調出信號。但是該方法使用了4f透鏡組，引入透鏡誤差產生的附加相位，此外需要通過輸出IQ通道信號混頻產生鎖相需要的誤差信號，技術上不宜實現，需要進一步改進方案。

在先前技術研究[3](Fiber-based?free-space?optical?coherent?receiver?with?vibration?compensation?mechanism，Optics?Express,Vol.21,No.15,2013)中，采用振動補償機理解調QDPSK調制的光信號，接收機采用光纖放大和光纖型馬赫曾德爾干涉儀解調，通過快反鏡來補償大氣擾動引起的光強抖動，利用平衡探測器實現平衡接收，靈敏度比開關鍵控(OOK)調制直接探測方法高3dB。但是大氣擾動下的波面質量下降，光纖耦合效率降低，嚴重影響靈敏度，使DPSK這種調制方式抗擾動的能力得不到充分利用。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是克服上述已有技術困難，提供一種本振增強型差分信號接收裝置，以實現對DPSK調制光信號的平光電探和測衡接收。

本發(fā)明的具體技術解決方案如下：

一種本振增強型差分信號接收裝置，特點在于其構成包括：

信號光經第一偏振分束器分為第一反射光和第一透射光，所述的第一反射光經第一二分之一波片、第一四分之一波片后進入第六偏振分束器，本振光經過第二二分之一波片進入第二偏振分束器分為第二反射光和第二透射光，第二透射光經第三二分之一波片后進入第六偏振分束器，所述的第二透射光和第一反射光在偏振分束面合束，合束后的光束分為第一水平支路光束和第一豎直支路光束，第一水平支路光束經第四二分之一波片由第七偏振分束器分為第三透射光和第三反射光，第三透射光通過第一透鏡聚焦到第一探測器上，第三反射光通過第二透鏡聚焦到第二探測器上；所述的第一豎直支路光束經第五二分之一波片由第八偏振分束器分為第四透射光和第四反射光，第四透射光通過第三透鏡聚焦到第三探測器上，第四反射光通過第四透鏡聚焦到第四探測器上；所述的第一探測器和第二探測器的輸出端接第一同相平衡接收電路的輸入端，所述的第三探測器和第四探測器的輸出端與第一正交平衡接收電路的輸入端相連；