[發(fā)明專利]基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011207334.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112255780A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 石文孝;徐珺楠;曹景太;劉維;王靜怡;邵馨蕊;張佳棟
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王淑秋

1.一種基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)，包括發(fā)射模塊(1)、AO校正單元(2)、相干接收模塊(6)；其特征在于還包括本地振蕩器(4)和光混頻器(5)；所述的AO校正單元包括波前校正器(21)、光學系統(tǒng)、CCD相機(23)、SPGD算法控制模塊(24)；光學系統(tǒng)包括分光鏡(221)、B聚光鏡(222)；發(fā)射模塊輸出調制光信號；波前校正器(21)接收產生了波前畸變的調制光信號，并在驅動電壓的控制下生成相應的補償相位，輸出經過波前校正的調制光信號；經過波前校正的調制光信號一路透過分光鏡(221)入射到混頻器(5)，另一路經分光鏡(221)反射，再經B聚光鏡(222)后被CCD相機(23)采集；CCD相機(23)采集的光斑圖像數(shù)據(jù)輸入SPGD算法控制模塊(24)；SPGD算法控制模塊(24)根據(jù)光斑圖像數(shù)據(jù)對波前校正器(21)的驅動電壓向量進行迭代更新，使得波前校正器(21)輸出性能指標J優(yōu)化后的調制光信號：校正后的信號光與本地振蕩器(4)生成的本振光由光混頻器(5)混頻，混頻光信號經過相干接收模塊處理后得到解調后的原始信號；SPGD算法控制模塊(24)采用下述方法對變形鏡驅動器的驅動電壓向量進行迭代更新，直至達到設定的最大迭代次數(shù)K則停止迭代更新：

設定SPGD算法控制模塊(24)輸出的初始驅動電壓向量為利用公式(1)對驅動電壓向量進行迭代更新；

v^(k+1)＝v^(k)+γΔv^(k)ΔJ^(k) (1)

其中，v^(k+1)、v^(k)分別為第k+1次迭代和第k次迭代得到的驅動電壓向量；γ為正增益系數(shù)；為第k次迭代時生成的隨機擾動電壓向量，Δv^(k)的各元素相互獨立且服從伯努利分布，各元素絕對值固定，取正負號的概率均為1/2；優(yōu)選0.2V～0.3V；ΔJ^(k)為性能指標J的變化量，根據(jù)公式(2)計算得到；

為正方向的性能指標變化，為負方向的性能指標變化；根據(jù)公式(3)、(4)計算得到：

其中J[v^(k)+Δv^(k)]是電壓向正方向變化時的性能指標目標函數(shù)；J[v^(k)-Δv^(k)]是電壓向負方向變化時的性能指標目標函數(shù)；J[v^(k)]是第k次迭代的驅動電壓向量的性能指標目標函數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)，其特征在于所述的最大迭代次數(shù)K≥400。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)，其特征在于所述的為0.5V～1.5V。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)，其特征在于所述的增益系數(shù)γ為1.2～1.6。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)，其特征在于所述的為0.2V～0.3V。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)，其特征在于所述的校正后的信號光和本振光為平面光，校正后的信號光頻率ω_S與本振光頻率ω_LO相等。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)射模塊中，調制模塊(12)采用BPSK方式將信號調制到激光器(11)發(fā)出的激光載波上得到調制光信號。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于SPGD算法的相干FSOC系統(tǒng)，其特征在于所述的波前校正器(21)采用32單元的變形鏡。