[發明專利]基于光管模擬距離和發散角的激光通信測試裝置及方法

有效

• 申請號: 202110896635.4
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113346949B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 李民益;李文宗
• 申請（專利權）人: 南京英田光學工程股份有限公司
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;H04B10/118
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

1.一種基于光管模擬距離和發散角的激光通信測試裝置，其特征是：包括一個平行光管，所述平行光管的一側設置被測激光通信終端，所述平行光管的另一面設置一個分光棱鏡用于將光束分為兩路，其中一路匯聚在CCD探測器探測面上，另一路連接光纖接口，所述光纖接口連接光衰減器，所述光衰減器通過光纖連接激光器，所述光纖接口放置在一個六維微動平臺上，所述CCD探測器、光纖衰減器、六維微動平臺均與控制計算機連接；

利用平行光管模擬遠場接收，被測激光通信終端發射光束經平行光管后匯聚在CCD探測器探測面上，通過控制計算機采集光斑信息；光纖接口、六維微動平臺、光纖衰減器、激光器用于模擬遠場發射，通過控制計算機調節光纖衰減器對激光器發出光束進行衰減，達到模擬不同距離發射能量的目的；光纖接口下方由六維微動平臺固定，六維微動平臺可進行前后、上下、左右平移與偏擺，控制計算機用于控制六維微動平臺進行前后平移，達到改變平行光管發散角的目的。

2.根據權利要求1所述的基于光管模擬距離和發散角的激光通信測試裝置，其特征是：所述分光棱鏡采用分光比1：1的分光棱鏡。

3.根據權利要求1所述的基于光管模擬距離和發散角的激光通信測試裝置，其特征是：所述光纖衰減器采用數顯可調光衰減器，衰減范圍2.5～60dB。

4.一種用權利要求1-3之一所述的基于光管模擬距離和發散角的激光通信測試裝置進行激光通信測試的方法，其特征是：該方法為：

利用平行光管模擬遠場接收，被測激光通信終端發射光束經平行光管后匯聚在CCD探測器探測面上，通過控制計算機采集光斑信息；光纖接口、六維微動平臺、光纖衰減器、激光器用于模擬遠場發射，通過控制計算機調節光纖衰減器對激光器發出光束進行衰減，達到模擬不同距離發射能量的目的；光纖接口下方由六維微動平臺固定，六維微動平臺可進行前后、上下、左右平移與偏擺，控制計算機用于控制六維微動平臺進行前后平移，達到改變平行光管發散角的目的；

設平行光管焦距為f，光纖模場直徑為MFD，則當光纖在平行光管點處時，平行光管發散角θ₀為：

控制計算機輸出控制量控制六維微動平臺進行前后離焦，設離焦量為z，則在平行光管焦點處光斑半徑R(z)為：

其中R為激光器種類參數，θ_c為光纖最大入射角；

則平行光管發散角θ_z為：

即：

設被測激光通信終端接收發散角為θ_R，對應波長為λ_R，被測激光通信終端實際應用距離為z_R，則光束自由空間傳輸損耗FSL為：

設被測激光通信終端天線口徑為D，平行光管口徑為D_p，則天線接收損耗G_L為：

天線發射增益G_T和天線接收增益G_R為：

其中θ_b為另一端激光通信終端發射光束發散角；

根據另一端激光通信終端發射光功率設置激光器功率后，則需通過控制計算機控制光纖衰減器損耗a為：

a＝FSL+G_T+G_R-G_L (9)

在實際激光通信測試時，根據所需發散角及公式(4)調節六維微動平臺離焦量z，實現不同的發散角，根據激光通信應用的距離和公式(9)調節衰減器的衰減值，以達到實際應用測試的目的。