[發明專利]一種基于衛星的激光捕獲和通信系統及方法

在審

• 申請號: 202110222714.7
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN112953631A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 任維佳;楊峰;杜志貴;陳險峰
• 申請（專利權）人: 長沙天儀空間科技研究院有限公司
• 主分類號: H04B10/112
• 分類號: H04B10/112;H04B10/118;H04B10/50
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發明公開了一種基于衛星的激光捕獲和通信系統及方法，所述激光捕獲和通信系統包括主動終端和逆反射調制終端，逆反射調制終端配置為在不確定角度范圍內按螺旋方式自內向外進行捕獲掃描和利用捕獲探測器實時監測主動終端發射的信號光；主動終端和逆反射調制終端配置為雙向螺旋掃描使得彼此捕獲探測器上均探測到對方光斑且光斑位置穩定保持在雙方捕獲探測器中心，并且跟蹤探測器同時探測到光斑，從而跟蹤轉向通信。

本發明是申請號為201811653096.6，申請日為2018年12月29日，申請類型為發明，申請名稱為一種基于信號光的捕獲系統的分案申請。

技術領域

本發明涉及激光捕獲掃描技術領域，尤其涉及一種基于信號光的捕獲系統。

背景技術

衛星激光通信和現有的射頻通信相比具有傳輸速率高、通信容量大、功耗低、體積小、重量輕、抗干擾和高保密性等諸多的優勢，被認為是實現星間高碼率通信的最佳方案，在軍用與民用領域獲得廣泛的重視。在衛星激光通信終端中光跟瞄系統扮演著極為重要的角色，光跟瞄系統決定了一個衛星通信終端的基本架構，同時也是星間激光通信成敗的關鍵之一。

目前，航空通信主要通過微波衛星實現。在通過該微波無線電進行通信時，由于無線電頻率是空間系統得以正常運轉的基礎，是信息傳輸的通道，為了防止衛星間電磁干擾，需要保持通信頻率的一定間隔進行頻率隔離，因此無線電頻譜的利用將受到極大限制。

現有的航空互聯技術一般分為三大類，分別是以陸地電信基站為基礎的對空通信技術(Air To Ground，ATG)、靜止軌道(GEO)衛星、低軌道(LEO)星座。

ATG，是一種地對空的通信系統，它利用成熟的陸地移動通信技術，如3G、4G技術，針對航空高速移動、廣覆蓋等特性進行定制化開發，在地面建設部分天線指向天空的專用、復用基站，構建出一張地對空的專用網絡，解決地對空數據雙向傳輸的問題。ATG系統主要包括機載小翼天線和由基站組成的地面核心網，系統復雜度較低，對飛機的影響較小。但是，由于其為無線電通信，仍然存在頻譜飽和以及帶寬有限的問題。

GEO衛星，目前是衛星在航空領域內應用的主流。根據頻譜主要分為SBB、Ku(包括2Ku和KuHTS)、Ka等三種。靜止軌道衛星通過衛星、地面站和機頂天線實現通信。與ATG相比，靜止軌道衛星頻譜資源豐富，三顆衛星就能覆蓋全球，能覆蓋全球航路，支持跨洋飛行。但是，由于其為無線電通信，使用的波段頻率有限，通信帶寬無法滿足大量數據互聯需求。

LEO低軌道星座，由于軌位稀缺，最近幾年異軍突起，成為衛星互聯網的新生力量。相比GEO，低軌道衛星軌位在1500公里以內，相比GEO3.6萬公里的軌道，其天線復雜度低、通信延遲小、整體容量大。由于其是無線電通信，低軌道星座首要解決的還是頻譜受限以及帶寬有限的問題。

因此，現有技術中的航空通信網絡技術，都具有頻譜、帶寬受限的問題，無法做到大數據高速率的傳輸，也無法實現飛機本身數據的實時傳輸和監測。