一種小型空間激光通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小型空間激光通信系統(tǒng)，屬于空間激光通信技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]在信息量呈爆炸性增長的今天，對于大容量、高速率通信技術(shù)的需求都很迫切，通信業(yè)務(wù)早已由通話音頻向數(shù)據(jù)圖像、因特網(wǎng)、多媒體業(yè)務(wù)等方向轉(zhuǎn)變，急需解決海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i。隨著通信網(wǎng)的建設(shè)加速，局域網(wǎng)和千兆赫茲以太網(wǎng)連接到運營商的通信網(wǎng)絡(luò)，必須依靠容量巨大的接入網(wǎng)絡(luò)，如光線、微波、XDSL。但光線敷設(shè)時間長及高額投入限制了普及；微波技術(shù)日漸成熟，但這種接入方式需要高額的初始投資等，對業(yè)務(wù)提供商而言，這種接入方式不夠經(jīng)濟(jì)；盡管銅纜是一種易得的傳輸媒質(zhì)，但帶寬太低。自由空間激光通信作為一種新興的寬帶無線接入方式浮出水面。由于它具有無需頻譜許可證、帶寬高、協(xié)議透明、成本低廉、鏈路部署快、安全保密性好、便攜性好等突出優(yōu)點，是解決寬帶網(wǎng)絡(luò)“最后1公里”的傳輸瓶頸的有效方式。空間激光通信經(jīng)過幾十年的發(fā)展，以及完成了衛(wèi)星-衛(wèi)星、衛(wèi)星-地面、衛(wèi)星-飛機(jī)等鏈路的試驗驗證，通信速率達(dá)到Gbps量級。早期激光通信以演示試驗驗證為主，系統(tǒng)體積一般很大。隨著技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用的迫切性日益增強(qiáng)，小型激光通信的設(shè)計與開發(fā)是未來激光通信系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種小型空間激光通信系統(tǒng)，其實現(xiàn)了空間激光通信系統(tǒng)的小型化設(shè)計，通過一束光完成捕獲、跟蹤、通信功能，用陀螺、加速度計實現(xiàn)伺服反饋參數(shù)提取，極大程度上減小了系統(tǒng)體積、重量、功耗；同時，具有操作簡單、動靜環(huán)境下均可通信的特點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種小型空間激光通信系統(tǒng)，由光學(xué)系統(tǒng)、伺服振鏡、光電探測器、處理器、GPS接收機(jī)、GPS天線、尋北儀、射頻電臺、射頻天線、陀螺組件、承載平臺、伺服二維轉(zhuǎn)臺、加速度計組件組成，其特征在于:光學(xué)系統(tǒng)、伺服振鏡、光電探測器、處理器、GPS接收機(jī)、GPS天線、尋北儀、射頻電臺、射頻天線順次固定連接在承載平臺上；承載平臺底面中部固定連接在伺服二維轉(zhuǎn)臺上；陀螺組件和加速度計組件固定連接在承載平臺底面；伺服振鏡、光電探測器、GPS接收機(jī)、尋北儀、射頻電臺、陀螺組件、伺服二維轉(zhuǎn)臺、加速度計組件通過線纜與處理器連接，GPS接收機(jī)的接收端通過線纜與GPS天線連接，射頻電臺連接射頻天線。
[0005]工作步驟如下:
(1)開啟射頻電臺，通過射頻天線接收對方位置信息；
(2)開啟GPS接收機(jī)，通過GPS天線得到本地位置信息；
(3)根據(jù)尋北儀提供的方位角信息，調(diào)整伺服二維轉(zhuǎn)臺，使光學(xué)系統(tǒng)指向?qū)Ψ剑?br> (4)根據(jù)加速度計組件、陀螺組件提供的信息控制伺服振鏡，使入射光束始終照射到光電探測器的中心位置； (5)光電探測將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，送入處理器中實現(xiàn)通信信號解調(diào)。
[0006]本發(fā)明的積極效果是其能完成空間信息傳遞功能，通信系統(tǒng)通過一束光完成捕獲、跟蹤、通信功能，用陀螺、加速度計實現(xiàn)伺服反饋參數(shù)提取，極大程度上減小了系統(tǒng)體積、重量、功耗。同時，具有操作簡單、動靜環(huán)境下均可通信的特點。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:如圖1所示，一種小型空間激光通信系統(tǒng)，由光學(xué)系統(tǒng)1、伺服振鏡2、光電探測器3、處理器4、GPS接收機(jī)5、GPS天線6、尋北儀7、射頻電臺8、射頻天線9、陀螺組件10、承載平臺11、伺服二維轉(zhuǎn)臺12、加速度計組件13組成，其特征在于:光學(xué)系統(tǒng)1、伺服振鏡2、光電探測器3、處理器4、GPS接收機(jī)5、GPS天線6、尋北儀7、射頻電臺8、射頻天線9順次固定連接在承載平臺11上；承載平臺11底面中部固定連接在伺服二維轉(zhuǎn)臺12上；陀螺組件10和加速度計組件13固定連接在承載平臺11底面；伺服振鏡2、光電探測器3、GPS接收機(jī)5、尋北儀7、射頻電臺8、陀螺組件10、伺服二維轉(zhuǎn)臺
12、加速度計組件13通過線纜與處理器4連接，GPS接收機(jī)5的接收端通過線纜與GPS天線6連接，射頻電臺8連接射頻天線9。
[0009]工作步驟如下:
(6)開啟射頻電臺8，通過射頻天線9接收對方位置信息。
[0010](7)開啟GPS接收機(jī)5，通過GPS天線6得到本地位置信息。
[0011](8)根據(jù)尋北儀7提供的方位角信息，調(diào)整伺服二維轉(zhuǎn)臺12，使光學(xué)系統(tǒng)1指向?qū)Ψ健?br>[0012](9)根據(jù)加速度計組件13、陀螺組件10提供的信息控制伺服振鏡2，使入射光束始終照射到光電探測器3的中心位置。
[0013](10)光電探測3將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，送入處理器4中實現(xiàn)通信信號解調(diào)。
[0014]GPS選用Superstar II型GPS 0EM，GPS天線選用測量型天線；尋北儀選用SD1-141尋北儀；射頻電臺選用roL數(shù)傳電臺；陀螺組件選用光纖陀螺組件；加速度計組件選用壓電式 ULT24。
【主權(quán)項】
1.一種小型空間激光通信系統(tǒng)，由光學(xué)系統(tǒng)、伺服振鏡、光電探測器、處理器、GPS接收機(jī)、GPS天線、尋北儀、射頻電臺、射頻天線、陀螺組件、承載平臺、伺服二維轉(zhuǎn)臺、加速度計組件組成，其特征在于:光學(xué)系統(tǒng)、伺服振鏡、光電探測器、處理器、GPS接收機(jī)、GPS天線、尋北儀、射頻電臺、射頻天線順次固定連接在承載平臺上；承載平臺底面中部固定連接在伺服二維轉(zhuǎn)臺上；陀螺組件和加速度計組件固定連接在承載平臺底面；伺服振鏡、光電探測器、GPS接收機(jī)、尋北儀、射頻電臺、陀螺組件、伺服二維轉(zhuǎn)臺、加速度計組件通過線纜與處理器連接，GPS接收機(jī)的接收端通過線纜與GPS天線連接，射頻電臺連接射頻天線； 工作步驟如下: (1)開啟射頻電臺，通過射頻天線接收對方位置信息； (2)開啟GPS接收機(jī)，通過GPS天線得到本地位置信息； (3)根據(jù)尋北儀提供的方位角信息，調(diào)整伺服二維轉(zhuǎn)臺，使光學(xué)系統(tǒng)指向?qū)Ψ剑? (4)根據(jù)加速度計組件、陀螺組件提供的信息控制伺服振鏡，使入射光束始終照射到光電探測器的中心位置； (5)光電探測將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，送入處理器中實現(xiàn)通信信號解調(diào)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種小型空間激光通信系統(tǒng)，其特征在于：承載平臺底面中部固定連接在伺服二維轉(zhuǎn)臺上；陀螺組件和加速度計組件固定連接在承載平臺底面；伺服振鏡、光電探測器、GPS接收機(jī)、尋北儀、射頻電臺、陀螺組件、伺服二維轉(zhuǎn)臺、加速度計組件通過線纜與處理器連接，GPS接收機(jī)的接收端通過線纜與GPS天線連接，射頻電臺連接射頻天線。其實現(xiàn)了空間激光通信系統(tǒng)的小型化設(shè)計，通過一束光完成捕獲、跟蹤、通信功能，用陀螺、加速度計實現(xiàn)伺服反饋參數(shù)提取，極大程度上減小了系統(tǒng)體積、重量、功耗；同時，具有操作簡單、動靜環(huán)境下均可通信的特點。
【IPC分類】H04B10/11
【公開號】CN105429702
【申請?zhí)枴緾N201510754667
【發(fā)明人】趙馨, 宋延嵩, 劉云清, 張雷
【申請人】長春理工大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月9日