[發明專利]一種基于貓眼效應的逆向調制激光組網通信系統

有效

• 申請號: 201711377405.7
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108306680B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 孫華燕;張來線;趙延仲;郭惠超;樊桂花;梁丹華;張廷華;張天齊;任建迎
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: H04B10/112
• 分類號: H04B10/112;H04B10/50
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

1.一種基于貓眼效應的逆向調制激光組網通信系統，其特征在于，包括貓眼逆向調制終端(1)和位于其有效視場角內的若干激光通信主動終端；

所述貓眼逆向調制終端(1)包括貓眼光學系統(4)、分光鏡(5)、空間光調制器陣列(6)、光電探測器陣列(7)、信號采集單元(8)、調制器驅動(9)、信源(10)以及控制處理單元(11)；

所述貓眼光學系統(4)接收各個激光通信主動終端發出的通信激光光束；

所述分光鏡(5)將貓眼光學系統(4)接收來的通信激光光束分別聚焦于空間光調制器陣列(6)不同區域上以及光電探測器陣列(7)的不同區域上；

所述光電探測器陣列(7)對入射的通信激光光束進行光電轉換，得到不同區域上的電信號；

所述信號采集單元(8)將光電探測器陣列(7)傳輸的電信號發到控制處理單元(11)；

所述控制處理單元(11)對接收到的不同區域上的電信號進行處理，分別得到處理結果；并從所述信源(10)處獲取各個區域上對應的處理結果中要求發送的信息，分別進行編碼后傳輸給調制器驅動(9)；

所述調制器驅動(9)接收控制處理單元(11)發送的編碼信號，并根據各編碼信號產生隨編碼變化的驅動信號，以此控制空間光調制器陣列(6)對應區域相對于貓眼光學系統(4)光軸產生隨驅動信號變化的偏轉，從而控制該區域反射光方向產生與驅動信號對應的偏轉，使得通過貓眼光學系統(4)原路反射的有效光束隨驅動信號發生變化，進而產生隨驅動信號變化的反射光強，即為逆向反射的調制通信光束；

所述激光通信主動終端接收逆向反射的調制通信光束，完成通信；

所述激光通信主動端包括瞄準捕獲跟蹤單元和接收光學系統；瞄準捕獲跟蹤單元用于對貓眼逆向調制終端(1)的位置進行捕獲，并控制接收光學系統的光軸始終對準貓眼逆向調制終端(1)。

2.如權利要求1所述的一種基于貓眼效應的逆向調制激光組網通信系統，其特征在于，所述瞄準捕獲跟蹤單元通過攝像機捕獲貓眼逆向調制終端(1)的位置。

3.如權利要求1或2所述的一種基于貓眼效應的逆向調制激光組網通信系統，其特征在于，所述激光通信主動終端還包括激光器、光調制器、發射光學系統、信號采集單元、光電探測器、控制處理單元；

所述控制處理單元控制激光器產生激光光束；

所述光調制器用于將需要傳輸的信息調制到激光器產生的激光光束上，形成通信激光光束；

所述發射光學系統發射所述通信激光光束；

所述接收光學系統接收貓眼逆向調制終端(1)發送的逆向反射的調制通信光束，并聚焦到所述光電探測器上；

所述光電探測器將調制通信光束并變換為電信號；

所述控制處理單元控制信號采集單元采集所述電信號并進行處理，以獲得貓眼逆向調制終端(1)通過調制通信光束傳送的信息。

4.如權利要求3所述的一種基于貓眼效應的逆向調制激光組網通信系統，其特征在于，所述激光通信主動終端的激光器選用波長為532nm的半導體單縱模連續激光器，其輸出功率為50mW，發散角為1mrad，光束直徑為1.2mm。

5.如權利要求3所述的一種基于貓眼效應的逆向調制激光組網通信系統，其特征在于，所述光調制器采用FPGA控制板實現，最大調制頻率為3KHz。

6.如權利要求3所述的一種基于貓眼效應的逆向調制激光組網通信系統，其特征在于，所述空間光調制器陣列(6)采用MEMS空間光調制器。

7.如權利要求3所述的一種基于貓眼效應的逆向調制激光組網通信系統，其特征在于，所述光電探測器陣列(7)采用APD陣列探測器。