[發明專利]一種用于航天器光收發組件輸出穩定光功率控制方法

有效

• 申請號: 202110425165.3
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113241586B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 徐加偉;王康;趙文亮;李周;周其輝
• 申請（專利權）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068;H01S5/0683
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

本發明公開了一種用于航天器光收發組件輸出穩定光功率控制方法，所述方法包括如下步驟：步驟一：光組件在預設為APC工作模式下，讀取光組件工作狀態信息；步驟二：判斷光組件工作狀態信息是正常工作狀態信息還是異常工作狀態信息；步驟三：對于正常工作狀態信息，保持當前預設的APC工作模式，并讀取光組件的工作狀態信息；對于異常的工作狀態信息，優先發送整機復位指令，如果異常工作狀態解除，保持當前預設的APC工作模式，并讀取光組件的工作狀態信息；如果異常狀態未解除，切換為開環功率補償工作模式。本發明提高了光組件在軌工作期間的可靠性和使用壽命。

技術領域

本發明屬于航天器光收發組件技術領域，尤其涉及一種用于航天器光收發組件輸出穩定光功率控制方法。

背景技術

光收發組件是一種基于光電和電光轉換原理而設計的高速通信載體。它具有通信速率高，傳輸距離長，穩定性好等優點，目前被廣泛應用于企業組網、運營商網絡、云計算局域網等領域中。

隨著光組件在航空航天領域不斷普及應用，其產品的可靠性和使用壽命受到業界極大關注。能否穩定的輸出光功率是衡量光組件使用壽命和可靠性的重要指標。

目前在工業領域使用的光組件(或稱：光模塊)在輸出光功率控制方面一般采用單一的控制方式，即APC(自動功率控制)模式或開環控制模式。這兩種工作模式均是通過控制激光器工作電流來維持輸出光功率的穩定性，但在控制機制上有所不同。在APC工作模式下，激光器(TOSA)、驅動電路、反饋電路之間形成閉環控制系統，在預設參數條件下，通過設置背光二極管的工作電流來反饋控制激光器的偏置電流，進而得到穩定的光功率輸出。如圖1所示。由于在長時間工作狀態下，加之環境溫度的變化，導致背光PD二極管自身參數發生漂移，進而導致反饋電路工作異常(如振蕩、過沖)，甚至失效。這直接影響激光器輸光功率的穩定性。針對上述故障現象，工業領域采用直接更換光組件的辦法進行補救，而在航天領域，尤其在無人航天器中，無法實現人工更換光組件，受限于空間環境影響和更換的便利性影響，更換代價和成本均難以承受。此外，在開環工作模式下，由于激光二極管(LD)的發光效率會隨著時間推移和溫度的升高慢慢降低，進而導致光組件輸出的光功率下降。為了補償這種“老化”的趨勢，通常會采用溫度補償的方式，即在全溫度工作范圍內，擬合出溫度和預設光功率之間的關系，并在微處理器(或上位機)內部實現開環溫度補償的功能。而這樣方式存在的問題是擬合精度往往與實際工況相差較大，如何精確的實現穩定的光功率輸出，對擬合精度控制提出了更高的要求。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于航天器光收發組件輸出穩定光功率控制方法，基于閉環自動功率控制(APC)和開環功率補償相結合的控制方法，該方法能夠在閉環控制方式失效之后，自動切換至開環功率補償工作模式，進而提高光組件在軌工作期間的可靠性和使用壽命。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：一種用于航天器光收發組件輸出穩定光功率控制方法，所述方法包括如下步驟：步驟一：光組件在預設為APC工作模式下，讀取光組件工作狀態信息；步驟二：判斷光組件工作狀態信息是正常工作狀態信息還是異常工作狀態信息；步驟三：對于正常工作狀態信息，保持當前預設的APC工作模式，并讀取光組件的工作狀態信息；對于異常的工作狀態信息，優先發送整機復位指令，如果異常工作狀態解除，保持當前預設的APC工作模式，并讀取光組件的工作狀態信息；如果異常狀態未解除，切換為開環功率補償工作模式。

上述用于航天器光收發組件輸出穩定光功率控制方法中，在步驟一中，所述光組件包括微處理器、激光器驅動電路、電容C1、電容C2和激光器TOSA；其中，所述微處理器和所述激光器驅動電路相連接；所述激光器驅動電路的OUT+端通過電容C1與所述激光器TOSA相連接；所述激光器驅動電路的OUT-端通過電容C2與所述激光器TOSA相連接；所述激光器驅動電路的IBIAS端與所述激光器TOSA相連接；所述激光器驅動電路的IMON端與所述激光器TOSA相連接。