[實用新型]一種星間光通信載波頻偏補償電路

有效

• 申請號: 201720448927.0
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN206650675U
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 劉穎
• 申請（專利權）人: 劉穎
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61;H04L27/00;H04L27/26;H04L27/38
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙)11427
• 代理人: 陳娟

1.一種星間光通信載波頻偏補償電路，其特征在于，包括：

光混頻器，用于將接收光信號和本振信號混頻得到四路混頻信號；

平衡探測器，用于將所述四路混頻信號轉換成互為正交的第一路電信號和第二路電信號；

第一乘法器，用于對所述第一路電信號和第二路電信號進行處理，得到誤差信號；

分頻器，用于對所述第一路電信號和第二路電信號分別進行分頻，得到第一路分頻信號和第二路分頻信號；

第二乘法器，用于對所述第一路分頻信號和第二路分頻信號進行處理，得到頻偏信號；

鎖相環路，用于根據所述誤差信號實現解調時載波的精跟蹤，并輸出一路正弦電壓信號和一路反饋信號；

頻率補償電路，用于根據所述頻偏信號和反饋信號進行頻率估計得到頻率值，基于所述頻率值得到頻率補償信號并輸出；其中，所述頻率補償信號用于控制本振激光器的輸出頻率；

本振激光器，根據所述頻率補償信號輸出對應頻率的原始激光信號；

聲光移頻器，用于根據所述正弦電壓信號對所述原始激光信號進行移頻處理，得到本振信號輸出給所述光混頻器；其中，所述本振信號的頻率為所述原始激光信號的頻率加上所述正弦電壓信號的頻率。

2.如權利要求1所述的星間光通信載波頻偏補償電路，其特征在于，所述鎖相環路包括低通濾波器、放大器、環路濾波器、壓控振蕩器和功放，輸入的所述誤差信號先后通過所述低通濾波器、放大器、環路濾波器的濾波放大后生成所述壓控振蕩器的輸入電壓信號，使所述壓控振蕩器輸出頻率跟隨所述輸入電壓信號的正弦信號，所述壓控振蕩器輸出的正弦信號一方面作為所述反饋信號輸出給所述頻率補償電路，另一方面通過所述功放放大后形成所述正弦電壓信號輸出給所述聲光移頻器。

3.如權利要求2所述的星間光通信載波頻偏補償電路，其特征在于，所述頻率補償電路，包括第一緩沖放大器、第二緩沖放大器、第一A/D轉換模塊、第二A/D轉換模塊、FPGA芯片 以及D/A轉換模塊、接口；輸入的所述頻偏信號先后通過所述第一緩沖放大器、第一A/D轉換模塊的緩沖放大和A/D轉換后由所述FPGA芯片進行頻率估計，得到第一頻率值；輸入的所述反饋信號先后通過第二緩沖放大器、第二A/D轉換模塊的緩沖放大和A/D轉換后由所述FPGA芯片進行頻率估計，得到第二頻率值；所述FPGA芯片還用于將所述第一頻率值和第二頻率值進行計算處理后得到所述頻率補償信號；所述頻率補償信號一方面經過所述D/A轉換模塊轉換后輸出以通過PZT電源控制所述本振激光器的輸出頻率，所述頻率補償信號另一方面經過所述接口輸出以通過溫度環控制所述本振激光器的輸出頻率。

4.如權利要求3所述的星間光通信載波頻偏補償電路，其特征在于，所述FPGA芯片包括第一頻率估計單元、第二頻率估計單元、步長計算單元、第一加法器、第三乘法器、第四乘法器和第二加法器；所述第一頻率估計單元利用頻率估計算法對經過A/D轉換后的頻偏信號進行頻率估計，得到第一頻率值；所述第二頻率估計單元利用頻率估計算法對經過A/D轉換后的反饋信號進行頻率估計，得到第二頻率值；所述步長計算單元將所述第一頻率值與預設的閾值進行比較，并在所述第一頻率值大于所述閾值的情況下，將所述第一頻率值除以所述閾值得到頻偏步長；所述第一加法器將所述第二頻率值與所述鎖相環路的壓控振蕩器的中心頻率相加得到偏移信號；所述第三乘法器將所述頻偏步長與預設的第一系數相乘后的結果、所述第四乘法器將所述偏移信號與預設的第二系數相乘后的結果通過所述第二加法器相加得到所述頻率補償信號。

5.如權利要求1所述的星間光通信載波頻偏補償電路，其特征在于，所述頻率估計算法均為最小二乘法。