[发明专利]大视场共天线混合微波和激光无线通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信装置，具体涉及一种大视场共天线混合微波和激光无线通信装置，属于无线通信技术领域。

背景技术

激光无线通信因具有通信容量大、传输速率高、保密性好、抗电磁干扰能力强、重量轻、体积小、功耗低等优点，在无线通信领域中是十分重要的通信方式，将在对通信内容的安全保密性要求较高的场合（比如政府、军事部门、安全部门），或者有强电磁干扰的场所（如战场）等诸多场合中具有潜在的应用前景。

当激光通过大气时，大气吸收、散射和湍流等一系列大气效应对激光无线通信系统的信号传输影响很大，尤其是浓雾和厚云对激光的作用明显。而微波射频信号在大气中受到影响较小，弥补激光无线通信系统的缺陷。为了增加通信的可通性，常采用激光通信系统和微波通信系统相结合的方式，将两种设备互为备份组成混合微波和激光无线通信系统，系统可以根据大气传输条件自动在高通信速率激光通信和低通信速率微波通信间切换。在一般天气里，两条链路可以同时运行，将其中一条作为冗余备份，这样可显著提高系统的可靠性。

现有的混合微波和激光无线通信装置都是微波通信系统和激光通信系统简单的组合，独自使用专属的天线和伺服控制系统。微波通信天线多使用单抛物面镜，而激光通信天线多使用卡塞格林系统或透镜系统。此类装置通过接收功率等条件为判定标准通过软件切换实现微波与激光无线通信双段通信，极大提高了通信的可通性。但此类装置由于采用了各自天线和伺服控制系统加大了装置的重量及体积，而且各自所采用的天线类型不一致加长了加工周期。同时激光天线卡塞格林结构存在有次镜遮拦，降低了接收灵敏度和发射功率，缩短了通信距离。同时天线的视场角都比较小，在天线指向过程中加长了伺服控制系统的扫描时间，降低了捕获概率。而激光天线透镜式结构也存在视场小，口径无法做大等缺陷。

中国专利“激光和微波混合通讯方法及系统”，公开号为CN1295384，如图1所示，该系统由激光通讯设备、微波通讯设备和切换装置，系统在接收信号强度小于预定阈值时，自动切换双波段通信系统。利用该系统能够用微波通讯补偿激光通讯的缺点。

但是，该专利采用激光通讯设备和微波通讯设备简单进行组合，两个通讯设备在切换设备控制下实现高可通性，所采用激光通讯设备和微波通讯设备是较为独立的设备，简单的组合增加了系统重量、体积和复杂程度。激光通信天线视场角小，降低了激光通信的捕获概率和接收灵敏度，适用范围有限，无法适用于未来机载或星载通信等领域。

发明内容

本发明为解决现有的混合微波和激光无线通信装置都是微波通信系统和激光通信系统简单的组合，独自使用专属的天线和伺服控制系统，存在通信系统复杂、重量大及体积大，天线视场角小不利于捕获跟踪，接收灵敏度低的问题，提出了一种大视场共天线混合微波和激光无线通信的装置。

本发明采取以下技术方案：

大视场共天线混合微波和激光无线通信装置包括，

天线单元：由主镜、次镜和三镜组成的离轴三反射镜结构；

光学中继单元：包括精跟踪振镜、折叠镜、第一分光镜和第二分光镜；精跟踪振镜接收三镜出射的光，将接收的光反射到折叠镜上，折叠镜将其接收的光反射，反射光入射到第一分光镜，第一分光镜将接收到的光一部分反射到信标光收发组件，另一部分透射到第二分光镜，第二分光镜将接收到的光反射到通信光收发组件；

通信与控制单元：微波馈源处于主镜焦点处，且通过电缆连接到微波通信组件；微波通信组件和激光通信光收发组件通过电缆连接到总控组件，总控组件通过对通信误码率的判定对微波通信和激光无线通信进行自动切换，或是双波段同时通信，互为冗余备份，从而实现高可通率的通信。

所述微波波段为Ka波段，激光通信光波段为1550nm波段，激光信标光波段为800nm波段。

主镜表面镀1550nm、800nm波段及微波波段全反射膜。

所述次镜表面镀1550nm及800nm波段反射、而微波波段透射的膜。

所述三镜表面镀1550nm和800nm波段反射膜。

所述主镜和次镜具有遮光罩，该遮光罩使用微波波段透射材料。

所述精跟踪振镜和折叠镜镀1550nm和800nm波段全反射膜。所述分光镜1镀800nm波段反射膜和1550nm波段透射膜。

所述分光镜2镀800nm波段透射膜和1550nm波段反射膜。