[發(fā)明專利]一種陣列多波束并行無線激光通信系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115065406B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 卓儒盛;古冬梅;賀曉嫻;汪相如
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/50;H04B10/564;H04B10/69;H04B7/0408;H04W12/03
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開了一種陣列多波束并行無線激光通信系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括兩組無線激光通信單元，每組無線激光通信單元包括控制中心、激光器、擴束鏡、1/2波片、激光任意二維多波束生成器、集成驅動器、集成陣列光電探測器模組、全反鏡、HDLC光電探測器和分光鏡；集成驅動器分別與控制中心、激光器、激光任意二維多波束生成器、HDLC光電探測器和集成陣列光電探測器模組連接。本發(fā)明基于激光任意二維多波束生成器，不僅可以生成個數(shù)100以上陣列波束，并且可以在同一時間對每個波束進行獨立調制，實現(xiàn)HDLC和業(yè)務數(shù)據(jù)快速并行調制；本發(fā)明可以通過特殊映射表和加密矩陣，實現(xiàn)高速安全無線激光通信。

技術領域

本發(fā)明屬于自由空間光通信技術、電光隔離通信技術領域，特別涉及一種陣列多波束并行無線激光通信系統(tǒng)及方法。

背景技術

當前無線激光通信、光電中繼以及光電隔離，受限于與激光波束數(shù)量的限制，均只能實現(xiàn)點對點通信。因此市場上無論是有限光纖通信的光模塊，還是無線激光通信的調制解調器，最終輸出的信號均只能以bit流的形式串行輸出，接收端需要一定的等待時間并緩存。在實際光通信中，由于色散、大氣湍流等原因，容易導致串行數(shù)據(jù)包傳輸過程中丟包而斷鏈。其次，當前基于串行器和解串器的光電調制解調器調制頻率高、功耗大且時序復雜，無法實現(xiàn)單路大于等于400Gbit調制速率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于激光任意二維多波束生成器，可以在同一時間對每個波束進行獨立調制，實現(xiàn)HDLC和業(yè)務數(shù)據(jù)快速并行調制的陣列多波束并行無線激光通信系統(tǒng)，并提供一種陣列多波束并行無線激光通信方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種陣列多波束并行無線激光通信系統(tǒng)，包括兩組無線激光通信單元，每組無線激光通信單元包括控制中心、激光器、擴束鏡、1/2波片、激光任意二維多波束生成器、集成驅動器、集成陣列光電探測器模組、HDLC光電探測器和分光鏡；集成驅動器分別與控制中心、激光器、激光任意二維多波束生成器、HDLC光電探測器和集成陣列光電探測器模組連接；

集成陣列光電探測器模組中包括多個光電探測單元和一個光學發(fā)射天線單元，光學發(fā)射天線單元位于集成陣列光電探測器模組中心，多個光電探測單元呈蜂窩空間結構緊密排列在光學發(fā)射天線單元周圍；

激光器出射光束依次擴束鏡、1/2波片、激光任意二維多波束生成器和分光鏡，到達集成陣列光電探測器模組的光學發(fā)射天線單元，然后通過發(fā)射天線發(fā)送出去；

激光入射到光電探測單元的接收靶面后，光電探測單元將接收到的光信號轉化為電信號，并通過數(shù)據(jù)總線上傳至集成驅動器，最終被集成驅動器進行數(shù)據(jù)并串轉化處理和打包后，發(fā)送至控制中心；

通信系統(tǒng)通過高級數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC傳輸控制字信號，控制字信號通過光學發(fā)射天線單元發(fā)射，接收端的光電探測單元接收到的控制字信號通過分光鏡和全反鏡后達到HDLC光電探測器。

所述光學發(fā)射天線單元為圓柱結構，光學發(fā)射天線單元的直徑和長度與光電探測單元直徑和長度相等；光學發(fā)射天線單元的兩個柱狀底面分別設有非球面鏡和增透平面鏡，非球面鏡安裝在光出射方向，增透平面鏡安裝在光入射方向；

所有光電探測單元接收靶面均處于另一組無線激光通信單元的集成陣列光電探測器模組的非球面光學發(fā)射天線的焦平面上。

所述光電探測單元的接收靶面平行于單元腔體截面，并朝向另一組無線激光通信單元，光電探測單元的電信號電氣接口位于光電接收靶面正對面的尾蓋板上。

所述激光任意二維多波束生成器包括第一全反射棱鏡、第二全反射棱鏡、半反射棱鏡、起偏器、二維空間光調制器、1/4波片和檢偏器；