[發明專利]一種全向激光通信系統和方法

在審

• 申請號: 202110187515.7
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112994790A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 楊雷;展月英;楊寧;孫揚
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間應用工程與技術中心
• 主分類號: H04B10/112
• 分類號: H04B10/112
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 徐琪琦

1.一種全向激光通信系統，其特征在于，包括：光學全向捕獲單元、信號發射單元和二維轉臺；

所述光學全向捕獲單元包括：兩個或兩個上的光學全景探測模塊，當所述光學全景探測模塊為兩個時，兩個所述光學全景探測模塊通過主框架對置連接；

兩個所述光學全景探測模塊分別連接所述二維轉臺，所述二維轉臺連接所述信號發射單元；

所述光學全向捕獲單元用于捕獲全空域任意方向的激光通信信標光，并根據所述激光通信信標光計算入射方位角；

所述二維轉臺用于在全空域覆蓋范圍根據所述入射方位角調整所述信號發射單元的發射方向；

所述信號發射單元用于根據所述發射方向，進行激光信號傳輸。

2.根據權利要求1所述的一種全向激光通信系統，其特征在于，所述光學全景探測模塊具體包括：光學全景鏡頭、圖像傳感器和信號處理單元；所述光學全景鏡頭、所述圖像傳感器和所述信號處理單元依次連接；所述信號處理單元與所述二維轉臺連接；

所述光學全景鏡頭與所述圖像傳感器相結合，用于捕獲全空域任意方向的激光通信信標光；

所述信號處理單元用于對所述激光通信信標光的光斑信息進行處理，獲得所述激光通信信標光的入射方位角。

3.根據權利要求2所述的一種全向激光通信系統，其特征在于，所述信號處理單元具體用于對獲取的所述激光通信信標光的光斑圖像信息進行處理，計算出光斑的質心坐標，根據所述質心坐標計算入射方位角及所述入射方位角對應的電機控制信號。

4.根據權利要求2所述的一種全向激光通信系統，其特征在于，所述二維轉臺包括：旋轉驅動電機和俯仰驅動電機；所述旋轉驅動電機和所述俯仰驅動電機分別與所述信號處理單元連接；

所述旋轉驅動電機和所述俯仰驅動電機用于根據所述電機控制信號在水平和俯仰方向分別調整所述信號發射單元位置，讓所述信號發射單元覆蓋到全空域。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種全向激光通信系統，其特征在于，還包括：激光信號接收機，所述激光信號接收機與所述信號發射單元平行放置，共同設置在所述二維轉臺上；

所述激光信號接收機用于接收全空域覆蓋范圍的激光信號。

6.一種全向激光通信方法，其特征在于，包括：

S1，光學全向捕獲單元捕獲全空域任意方向的激光通信信標光，并根據所述激光通信信標光計算入射方位角；

S2，二維轉臺在全空域覆蓋范圍根據所述入射方位角調整信號發射單元的發射方向；

S3，信號發射單元根據所述發射方向，進行激光信號傳輸。

7.根據權利要求6所述的一種全向激光通信方法，其特征在于，所述光學全景探測模塊具體包括：光學全景鏡頭、圖像傳感器和信號處理單元；

所述S1具體包括：所述光學全景鏡頭結合所述圖像傳感器捕獲全空域任意方向的激光通信信標光；

所述信號處理單元對所述激光通信信標光的光斑信息進行處理，獲得所述激光通信信標光的入射方位角。

8.根據權利要求7所述的一種全向激光通信方法，其特征在于，所述S1具體包括：

所述信號處理單元對獲取的所述激光通信信標光的光斑圖像信息進行處理，計算出光斑的質心坐標；

所述信號處理單元根據所述質心坐標計算入射方位角及所述入射方位角對應的電機控制信號。

9.根據權利要求7所述的一種全向激光通信方法，其特征在于，所述二維轉臺包括：旋轉驅動電機和俯仰驅動電機；

所述S2具體包括：所述旋轉驅動電機根據所述電機控制信號在水平方向空域調整所述信號發射單元的發射方向；

所述俯仰驅動電機根據所述電機控制信號在俯仰方向空域調整所述信號發射單元的發射方向；

結合水平方向和俯仰方向的全空域發射方向調整，獲得述信號發射單元最終的發射方向。

10.根據權利要求6-9任一項所述的一種全向激光通信方法，其特征在于，還包括：

設置在所述二維轉臺上的激光信號接收機接收全空域覆蓋范圍的激光信號。