[發明專利]一種基于數據判決相關的QD光斑檢測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 202110740043.3
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113259014B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 陳建華;劉紅恩;葛紅麗;魏笑
• 申請（專利權）人: 南京英田光學工程股份有限公司
• 主分類號: H04B10/67
• 分類號: H04B10/67;H04B10/69;H04B10/11
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

本發明提供一種基于數據判決相關的QD光斑檢測系統及檢測方法。本發明的系統包括發送光路、接收光路、QD探測器、模擬處理板、數字處理板以及設置在所述數字處理板中的四通道數據判決與信號相關處理模塊和光斑解算處理模塊。本發明將判決的數據與延時之后的直流消除接收信號進行相關運算，克服了傳統QD四象限光斑位置檢測的不足：傳統QD四象限電流檢測對直流電流精確估計存在嚴重依賴；無法對接收信號中的噪聲進行有效抑制；在低信噪比下環境下光斑檢測位置產生嚴重偏離。本發明應用于空間激光通信終端接收光軸的檢測，可以顯著地提高對光斑檢測的精度，滿足空間激光通信高靈敏度接收環境下對QD光斑檢測器的要求。

技術領域

本發明涉及一種基于數據判決相關的QD光斑檢測系統及檢測方法，可對QD光斑位置檢測中的直流漂移、噪聲進行有效抑制，屬于空間激光通信領域。

背景技術

在激光通信中極窄的光束信號與傳統電磁波方式相比激光通信具有天線增益高、終端尺寸小、傳輸速率高的優點。隨著空間信息傳輸技術的不斷發展，空間激光通信成為星間高速通信的重要手段。

在極窄波束環境下要保證兩個激光終端準確地指向對方并保持這一指向成為激光通信中的關鍵技術：APT跟瞄技術。在APT跟瞄技術中，快速、有效獲取接收信號光軸指向成為APT技術中重要的一個環節。

目前用于接收光軸探測的手段有：CMOS相機與QD四象限探測器。CMOS相機具有視場范圍大、探測靈敏度高的優點；但其缺點是行場掃描讀取方式在大視場方式下接收幀頻一般較低，另外1550nm波段的CMOS目前價格較高，特別是宇航級CMOS短波相機價格更高。QD探測器的優點是：具有光斑快速探測的能力，光斑質心位置解算相對簡單；其缺點是：對于QD探測器一般具有較小的探測視場，在相同角度分辨率下要求具有較高的輸入信噪比。

在無信標光、跟瞄/通信一體化激光通信體制下，傳統QD光斑位置檢測一般采用對QD四象限信號經預處理之后以積分的方式獲取其各象限電流大小。該方法無法消除接收支路中的剩余直流漂移對光斑檢測性能的影響；同時也不能對接收信號中的噪聲進行有效抑制。

發明內容

針對無信標光、跟瞄/通信一體化激光通信體制下，傳統QD光斑位置檢測的缺點：對接收通道中的直流漂移敏感、在低信噪比下光斑位置檢測性能差，本發明給出一種基于數據判決相關的QD光斑檢測系統及檢測方法。本發明應用于空間激光通信終端接收光軸的檢測，可以顯著地提高對光斑檢測的精度，滿足空間激光通信高靈敏度接收環境下對QD光斑檢測器的要求。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種基于數據判決相關的QD光斑檢測系統，包括發送光路、接收光路、QD探測器、模擬處理板、數字處理板以及設置在所述數字處理板中的四通道數據判決與信號相關處理模塊和光斑解算處理模塊；

所述發送光路中發送數據經光調制器輸出由光纖連接到準直器的輸入端；準直器輸出信號通過擴束器一實現第一次擴束；然后通過分波片實現收、發光信號合路；再通過振鏡FSM完成發送光軸校正，最后由擴束器二實現對發送光束角度壓縮并進行發射；

所述接收光路中從空間接收的光信號通過所述擴束器二進入到所述振鏡FSM；再通過分波片完成收發光信號分離；由接收支路濾波片進一步提高收發隔離度的性能，最后通過透鏡入射到QD探測器的QD探測面；

所述QD 探測器是將4個性能一樣的光電管按四象限分布的形式集成而成；

所述模擬處理板包括四個高速跨阻放大器、四個寬帶放大驅動器，所述QD 探測器的4路輸出分別連接四個高速跨阻放大器，每個所述高速跨阻放大器連接一個寬帶放大驅動器；