星载微波与激光通信链路的集成系统及应用方法与制作流程

本技术公开了星载微波激光通信链路的集成系统及应用方法。
大器、会聚透镜、光束控制器、光学天线、光电探测器、微波/光解调器、光/微波解调器、多功器、电放大器、射频天线组成,方法为:数据信号通过激光器调制到光域;光信号通过光束耦合到光学天线发射;
光学天线接收到光信号耦合到光电探测器;当光学天线接收到光信号,经光束控制器处理,耦合到光/微波解调模块,转换为微波信号,微波信号经过电放大器放大后,耦合到射频天线发送;射频天线接收微波信号经电放大输入到多工器实现微波信号合路,经微波/光调制器调制到光域;通过光束控制耦合到光学天线发射。体积小、功耗低,广泛用于军用和民用星载通信行业。
技术要求
1.一种星载微波与激光通信链路的集成系统,该集成系统由激光器、光放大器、会聚透镜、光束控制器、光学天线、光电探测器、微波/光调制器、光/微波解调器、多功器、电放大器、射频天线组成,其特征在于所述激光器(1)通过光信号通路同第一光放大器(2)相连接,所述第一光放大器(2)的输出光路通道上设置有第一会聚透镜(19),第一会聚透镜(19)的输出平行光通道上设置有第二光束控制器(3),所述第二光束控制器(3)一端连接有第一光束控制器(4),所述第一光束控制器(4)的光路通道上依次设置有副镜(14)和主镜(5),所述第二光束控制器(3)另一端的输出平行光通道上设置有第二会聚透镜(18),第二会聚透镜(18)的输出平行光通道上设置有光电探测器(6),射频天线(7)同电放大器(8)相连接,电放大器(8)与多工器(9)相连接,多工器(9)与微波/光调制模块相通信连接,所述微波/光调制器(10)通过光信号通路同第二光放大器(11)相连接,所述第二光放大器(11)的输出光路通道上设置有第三会聚透镜(15),第三会聚透镜(15)的输出平行光通道上设置有第三光束控制器(12),所述第三光束控制器(12)一端的平行光输入到
第一光束控制器(4),所述第三光束控制器(12)一端的输出平行光通道上设置有第四会聚透镜(17),第四会聚透镜(17)的会聚光通道上设置有光/微波解调器(13),所述光/微波解调器(13)的光信号输入到多功器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种星载微波与激光通信链路的集成系统,其特征在于所述的激光器为DFB半导体激光器。
3.根据权利要求2所述的一种星载微波与激光通信链路的集成系统,其特征在于所述的光放大器为OFA光纤放大器。
4.根据权利要求3所述的一种星载微波与激光通信链路的集成系统,其特征在于所述的光/微波解调器为APD探测器或PIN探测器。
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5.根据权利要求4所述的一种星载微波与激光通信链路的集成系统,其特征在于所述的微波/光调制器为铌酸锂强度调制器。
6.一种采用如权利要求5所述的星载微波与激光通信链路的集成系统的应用方法,按下述步骤进行:
1、光信号的发送/接收过程
(1)、数据信号通过激光器(1),以直接调制的方式调制到光域;
(2)、将调制后的光信号输入到第一光放大器(2)进行放大;
(3)、放大后的光信号经过第二光束控制器(3)和第一光束控制器(4)的处理,耦合到由副镜(14)和主镜(5)组成的光学天线;
(4)、通过由副镜(14)和主镜(5)组成的光学天线发射出去;
(5)、接收到的光学信号耦合到由主镜(5)和副镜(14)组成的光学天线;
(6)、经过第一光束控制器(4)和第二光束控制器(3)处理后,耦合到APD探测器(6);
(7)、APD光电探测器接收到光信号后,经过光电检测,恢复出数据信号;
2、微波信号的发送/接收过程
(1)、射频天线(7)接收到的微波信号经过电放大器(8)后,输入到多工器(9),实现微波信号的合路;
应用集成(2)、射频天线的信号通过多工器输入到微波/光调制器(10);
(3)、调制后的光载微波信号输入到第二光放大器(11)进行放大;
(4)、放大后的光信号经过第三光束控制器(12)和第一光束控制器(4)的处理,耦合到由副镜(4)和主镜(5)组成的光学天线;
(5)、调制后的微波信号通过由副镜(4)和主镜(5)组成的光学天线发射出去;
(6)、接收到的光学信号耦合到由主镜(5)和副镜(14)组成的光学天线;法兰锻造
)、经过第一光束控制器(4)和第三光束控制器(12)处理后,耦合到光/微波解调(7)、
器(13);
(8)、经光/微波解调器(13)检测后的电信号,通过多工器(9)后实现分路,送入电放大器(8);
)、经放大后的信号,通过射频天线(7)发送;
(9)、
3、光路共用过程
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(1)、为激光通信链路分配波长和,其中为发送通信波长,为接收通信波长,激光通信链路包括激光器(1)、第一光放大器(2)、第二光束控制器(3)、第一光束控制器(4)、副镜(14)、主镜(5)、光电探测器(6)、第二会聚透镜(18)和第一会聚透镜(19);
(2)、为RoFSO链路分配波长和,其中为发输信号波长,为接收信号波
长,RoFSO链路包括;射频天线(7)、电放大器(8)、多工器(9)、微波/光调制器(10)、第二光放大器(11)、第三光束控制器(12)、光/微波解调器(13)、副镜(14)、第三会聚透镜(15)、主镜(5)和第四会聚透镜(17);
(3)、根据系统链路确定距离、数据速率和光电器件水平完成由副镜(4)和主镜(5)组成的光学天线口径、发输功率、放大器放大倍率参数;
4、射频信号光域传输
(1)、星载微波与激光通信链路的集成系统接收到的射频信号经低噪放放大后首先由RoFSO解调器将射频信号调制到光域,经光放大器放大后由光学天线发送出去;(2)、其中调制器为铌酸锂强度器,调制能力为30GHz;激光器为DFB半导体激光器,波长为1550nm波段,输出连续波;
(3)、星载微波与激光通信链路的集成系统接收到的RoFSO信号经光学接收天线和中继光路送入光/微波解调器(13),由光/微波解调器(13)实现微波信号的解调,恢复出射频信号,送入微波信号发输通道由射频天线发输出去,其中光/微波解调器(13)采用
30GHz PIN光电探测器。
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变速箱取力器星载微波与激光通信链路的集成系统及应用方法
技术领域
本技术涉及卫星通信,具体涉及星载微波与激光通信链路的集成系统及应用方法。
背景技术
卫星通信技术在军用和民用领域得到广泛应用。随着军用通信和民用通信技术的发展,对微波通信的带宽和容量提出了越来越高的要求,需要拓展电磁频谱的范围,发展卫星激光通信技术。
卫星激光通信技术数据传输速率高,可实现超高速数据传输,在高分辨率对地高速数传系统、星间高速骨干链路以及天基宽带骨干网中具有重要应用。此外,卫星激光通信终端还具有体积小、重量轻和功耗低的特点,在功耗速率比和重量速率比等方面具有很好的技术优势,在军事和民用领域具有重要的应用价值,近年来发展迅速快。目前美国、日本和德国等国家成功建立了星间、星地激光通信试验链路,并在构建基于激光通信链路的卫星宽带通信系统。随着我国对外交流的发展,对卫星通信系统的覆盖范围提出了越来越高的要求,需采用中继链路建立全球覆盖的宽带通信系统。采用激光链路建立天基宽带骨干链路成为卫星通信技术发展的趋势。如何实现微波通信链路和激光通信链路的统一成为需要解决的关键问题。
在微波激光混合通信系统中,一方面可以采用全数字激光链路,实现宽带数据传输;另一方面可以采用RoFSO(Radio on Free Space Optical )技术将微波信号解调到光域,实现微波信号的光域透明传输,这样既可以充分利用激光通信系统的带宽,又可以对有微波通信系统具有很好的继承性。这需要一个中继卫星通信终端可以同时实现激光数字通信和激光模拟通信两种功能。充分考虑到通信终端的小型化需求,给出卫星激光/RoFSO集成通信终端设计方法。
目前国内外研究分析了激光通信和RoFSO通信系统设计方案,对两种通信系统分别输行设计,存在没有将两种通信终端输行集成化的缺陷。
技术内容

本文发布于:2024-09-23 23:22:19,感谢您对本站的认可!

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