[發明專利]通信激光信號捕獲的方法、裝置以及激光通信系統

有效

• 申請號: 202110759907.6
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113572535B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 呂世猛
• 申請（專利權）人: 北京極光星通科技有限公司
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/572;H04B10/118
• 代理公司: 北京庚致知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11807
• 代理人: 李曉輝;韓德凱

本公開提供一種通信激光信號捕獲的方法，包括：檢測是否有通信激光信號輸入；如果檢測到無通信激光信號輸入時：獲取預判通信激光波長λ₁；基于波長λ₁的預判通信激光，確定參考激光的波長λ₂；將參考激光輸入至光學延遲線干涉儀，并調整光學延遲線干涉儀的偏壓，使得基于光學延遲線的輸出，生成滿足預定電壓信號關系的電壓信號時，維持光學延遲線干涉儀狀態；以及，如果檢測到有通信激光信號輸入時：接收通信激光并對通信激光進行解碼，以便進行激光通信。本公開還提供一種生成通信激光和參考激光關系的方法、裝置以及激光通信系統。

技術領域

本公開涉及一種生成通信激光和參考激光關系的方法、通信激光和 通信激光信號捕獲的方法、裝置及激光通信系統，屬于航天通信技術領 域。

背景技術

現有技術一、對于星地間激光通信，光信號捕獲一般通過搜索實現。 首先由ATP系統完成激光通信鏈路的建立，當通信收發終端互相對準并穩 定跟蹤后，開始進入通信階段。對于使用光學差分相移鍵控技術體制的 高速激光通信，接收信號的關鍵是對經過固定相位調制的光信號進行解 調，即準確讀出光載波信號攜帶的相位信息，這個過程稱為解調，解調 通過光學延遲線干涉儀來完成，干涉儀通過偏壓加熱的方式來獲得固定 的光學相位延遲，這個過程稱為延遲線干涉儀工作點的確定。進入通信 階段后，干涉儀的偏壓控制器開始對干涉儀施加偏壓，偏壓值由小到大 在一定范圍內不斷變化。當有信號光入射時，如果偏壓值正好變化到一 個點，使得延遲線干涉儀獲得光學相位延遲正好可以解調信號，則接收 端的數據處理系統可以正確讀出光載波所攜帶的數據，光信號的捕獲成 功，進而完成整個通信過程。

該技術存在的問題是，首先，光學延遲線干涉儀對信號光的搜索情 況需要等待信號光入射才能確定，并且，不一定當信號光入射時，干涉 儀的偏壓值正好是準確解調信號所需的，整個搜索的過程較長，會浪費 有效的通信時間；同時，光學延遲線干涉儀對波長非常敏感，pm級的波 長變化就能對信噪比產生明顯影響，而對那些低于地球同步軌道的衛星或飛行器，由于其與地球之間相對運動產生的多普勒效應，會使接收端 收到的實際光波長是實時變化的，這更增加了搜索的不確定性，無疑會 進一步增加光信號搜索時間，極大的影響通信效率。

現有技術二、一種星間相干光通信接收系統的多普勒效應補償方法， 見于發明專利《一種星間自零差相干光通信接收系統的多普勒效應在軌 補償方法》，專利號CN105610488B。其主要目的為補償由于衛星間相對 運動引起的接收載波激光頻率偏移造成的接收機靈敏度下降問題。其主 要工作方式為，首先計算頻率差，選取最大頻偏，然后計算通信比特率 與最大頻偏的比值，判斷該比值是否滿足獲得不間斷激光通信鏈路的條件，如果是，則維持通信比特率的值，否則，改變通信比特率，直到比 值滿足不間斷激光通信鏈路的條件。

該技術存在的問題是，雖然可以實現對激光通信收發端相對運動引 起的多普勒效應的補償，但其代價是犧牲了通信比特率，影響了數據的 傳遞效率，這在實際的激光通信中，是不希望看到的。對于激光通信， 理論上來講，信噪比越高，越有助于提升通信速率，這也是激光通信系 統不斷追求的目標，而多普勒效應的存在，會導致使用相位調制等技術手段激光通信的信噪比下降，進而影響通信質量，達不到預期速率，該 技術正是不斷放寬通信質量的閾值條件，通過降速來實現鏈路的保持， 犧牲了關鍵指標。