發(fā)明涉及衛(wèi)星激光通信，具體為一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在星間激光通信系統(tǒng)中，捕獲建鏈技術(shù)是衛(wèi)星終端之間實現(xiàn)激光通信的關(guān)鍵一步，其功能是在不同衛(wèi)星通信終端之間初次建立通信鏈路，并及時排除鏈路中斷問題，恢復鏈路進行復鏈。在通信建鏈過程中，兩個不同的衛(wèi)星通信終端之間通過掃描捕獲激光來實現(xiàn)，整個過程既要發(fā)射激光也要接收激光。

2、目前捕獲方案共分為兩種：

3、第一種方案是無信標光掃描捕獲方案；

4、第二種方案是信標光和信號光結(jié)合的掃描捕獲方案。

5、無信標的星間激光通信系統(tǒng)因為不需要額外的信標光源和相應的控制系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)的復雜性和成本，但因其直接采用小束散角信號光進行掃描捕獲，在高背景噪聲場的干擾情況下，極易導致接收端信號強度不足，從而影響捕獲和跟蹤的效率。有信標的星間激光通信系統(tǒng)通過使用信標光源，能夠在高背景光干擾的情況下，快速、精確地捕獲和跟蹤目標。

6、然而，傳統(tǒng)的有信標發(fā)射系統(tǒng)方案中，信號光與信標光采用不同的波長，增加了光學系統(tǒng)的復雜度以及裝調(diào)度，尤其是膜系設(shè)計較為復雜，成本較高。

7、如何在簡化星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時，降低光學系統(tǒng)復雜度，并提高系統(tǒng)抗干擾能力，實現(xiàn)在高背景光干擾的情況下，快速、精確地捕獲和跟蹤目標，是目前星間激光通信系統(tǒng)亟需解決的問題。

8、為此，提出一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)來解決上述問題

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明提供了一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，以解決背景技術(shù)中的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，包括粗跟蹤調(diào)整機構(gòu)、精跟蹤調(diào)整機構(gòu)、1/4波片、光譜分光器、提前角調(diào)整機構(gòu)、發(fā)射信標信號激光系統(tǒng)、接收信號信標探測系統(tǒng)、波片和角錐；所述發(fā)射信標信號激光系統(tǒng)包括偏振分光器一、信號準直器、線偏振信號激光器、半波片、信標準直器和線偏振信標激光器；所述接收信號信標探測系統(tǒng)包括偏振分光器二、信標探測器、反射器和信號探測器。

3、進一步的，發(fā)射系統(tǒng)中，所述線偏振信號激光器出射線偏振信號光p信號，經(jīng)過信號準直器后光束被準直為平行光，然后透射通過偏振分光器一；所述線偏振信標激光器出射線偏振信標光p信標，經(jīng)過信標準直器后光束被準直為平行光，然后經(jīng)過半波片調(diào)制成和原線偏振方向垂直的信標光s信標，再反射通過光譜分光器一。

4、進一步的，所述線偏振信號光p信號和線偏振信標光s信標的線偏振態(tài)方向相互垂直，波長相同。

5、進一步的，p信號和s信標同時通過提前角調(diào)整機構(gòu)反射后，極少部分光反射通過偏振分光器，經(jīng)過波片透射調(diào)制和角錐反射后，再次透射經(jīng)過波片調(diào)制后，變成和原線偏振態(tài)方向垂直的s信號和p信標，然后透射通過偏振分光器，進入接收信號信標探測系統(tǒng)。

6、進一步的，其中p信標經(jīng)過偏振分光器二透射后，進入信標探測器，實現(xiàn)對信標光的標定，s信號經(jīng)過偏振分光器二反射和反射器反射后，進入信號探測器，實現(xiàn)對信號光的標定。

7、進一步的，p信號和s信標同時通過提前角調(diào)整機構(gòu)反射后，極大部分光透射通過偏振分光器，經(jīng)過1/4波片調(diào)制后，信號光和信標光的偏振態(tài)變?yōu)樽笮龍A偏振光和右旋圓偏振光，然后再經(jīng)過精跟蹤調(diào)整機構(gòu)和粗跟蹤調(diào)整機構(gòu)，發(fā)射到接收系統(tǒng)。

8、進一步的，所述線偏振信號激光器和線偏振信標激光器的線偏振態(tài)是相同的，可以是p光或s光中任意一種，兩者的波長是相同的。

9、進一步的，所述反射器為可反射光的器件；所述信標準直器具有調(diào)焦功能。

10、進一步的，所述粗跟蹤調(diào)整機構(gòu)是指可對光束進行一定范圍掃描控制的調(diào)整機構(gòu)，可為音圈電機反射鏡、壓電陶瓷反射鏡、地平式調(diào)整機構(gòu)中任意一種。

11、進一步的，所述信號準直器和信標準直器指將光束準直為平行光束的器件，可為透射式結(jié)構(gòu)或反射式結(jié)構(gòu)中任意一種。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)明提供了一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，具備以下有益效果：

13、該信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，發(fā)射信號光和信標光的波長和線偏振態(tài)都相同，通過調(diào)制偏振態(tài)，達到對信號光偏振復用的效果，實現(xiàn)信號光與信標光的分離，有效降低系統(tǒng)的復雜度，同時提升建鏈的可靠性及效率。

技術(shù)特征：

1.一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：包括粗跟蹤調(diào)整機構(gòu)(1)、精跟蹤調(diào)整機構(gòu)(2)、1/4波片(3)、光譜分光器(4)、提前角調(diào)整機構(gòu)(5)、發(fā)射信標信號激光系統(tǒng)(6)、接收信號信標探測系統(tǒng)(7)、波片(8)和角錐(9)；所述發(fā)射信標信號激光系統(tǒng)(6)包括偏振分光器一(61)、信號準直器(62)、線偏振信號激光器(63)、半波片(64)、信標準直器(65)和線偏振信標激光器(66)；所述接收信號信標探測系統(tǒng)(7)包括偏振分光器二(71)、信標探測器(72)、反射器(73)和信號探測器(74)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：發(fā)射系統(tǒng)中，所述線偏振信號激光器(63)出射線偏振信號光p信號，經(jīng)過信號準直器(62)后光束被準直為平行光，然后透射通過偏振分光器一(61)；所述線偏振信標激光器(65)出射線偏振信標光p信標，經(jīng)過信標準直器(64)后光束被準直為平行光，然后經(jīng)過半波片(64)調(diào)制成和原線偏振方向垂直的信標光s信標，再反射通過光譜分光器一(61)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：所述線偏振信號光p信號和線偏振信標光s信標的線偏振態(tài)方向相互垂直，波長相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：p信號和s信標同時通過提前角調(diào)整機構(gòu)(5)反射后，極少部分光反射通過偏振分光器(4)，經(jīng)過波片(8)透射調(diào)制和角錐(9)反射后，再次透射經(jīng)過波片(8)調(diào)制后，變成和原線偏振態(tài)方向垂直的s信號和p信標，然后透射通過偏振分光器(4)，進入接收信號信標探測系統(tǒng)(7)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：其中p信標經(jīng)過偏振分光器二(71)透射后，進入信標探測器(72)，實現(xiàn)對信標光的標定，s信號經(jīng)過偏振分光器二(71)反射和反射器(73)反射后，進入信號探測器(74)，實現(xiàn)對信號光的標定。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：p信號和s信標同時通過提前角調(diào)整機構(gòu)(5)反射后，極大部分光透射通過偏振分光器(4)，經(jīng)過1/4波片(3)調(diào)制后，信號光和信標光的偏振態(tài)變?yōu)樽笮龍A偏振光和右旋圓偏振光，然后再經(jīng)過精跟蹤調(diào)整機構(gòu)(2)和粗跟蹤調(diào)整機構(gòu)(1)，發(fā)射到接收系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：所述線偏振信號激光器(63)和線偏振信標激光器(66)的線偏振態(tài)是相同的，可以是p光或s光中任意一種，兩者的波長是相同的。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：所述反射器(73)為可反射光的器件；所述信標準直器(65)具有調(diào)焦功能。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：所述粗跟蹤調(diào)整機構(gòu)(1)是指可對光束進行一定范圍掃描控制的調(diào)整機構(gòu)，可為音圈電機反射鏡、壓電陶瓷反射鏡、地平式調(diào)整機構(gòu)中任意一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于：所述信號準直器(62)和信標準直器(65)指將光束準直為平行光束的器件，可為透射式結(jié)構(gòu)或反射式結(jié)構(gòu)中任意一種。

技術(shù)總結(jié)
發(fā)明公開了一種信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，涉及衛(wèi)星激光通信技術(shù)領(lǐng)域；包括粗跟蹤調(diào)整機構(gòu)、精跟蹤調(diào)整機構(gòu)、1/4波片、光譜分光器、提前角調(diào)整機構(gòu)、發(fā)射信標信號激光系統(tǒng)、接收信號信標探測系統(tǒng)、波片和角錐；發(fā)射信標信號激光系統(tǒng)包括偏振分光器一、信號準直器、線偏振信號激光器、半波片、信標準直器和線偏振信標激光器；接收信號信標探測系統(tǒng)包括偏振分光器二、信標探測器、反射器和信號探測器；該信號光偏振復用的星間激光通信發(fā)射系統(tǒng)，發(fā)射信號光和信標光的波長和線偏振態(tài)都相同，通過調(diào)制偏振態(tài)，達到對信號光偏振復用的效果，實現(xiàn)信號光與信標光的分離，有效降低系統(tǒng)的復雜度，同時提升建鏈的可靠性及效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李喜琪
受保護的技術(shù)使用者：成都光致星聯(lián)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19