[发明专利]激光通信中幅度相位级联调制的相干接收系统

说明书

一种激光通信中幅度相位级联调制的相干接收系统，包括发射部分和接收部分，所述的发射部分包括激光器、强度调制器、相位调制器、第一信号发生器、第二信号发生器和发射望远镜，所述的接收部分包括接收望远镜、光放大器、光学窄带滤波器、光学桥接器、光电探测器、本振激光器和电子学。本发明采用相干接收，信号强度增加，对探测器的灵敏度要求降低，不需要单光子探测器，因而减少了单光子探测器所需的冷却系统，体积重量减小。利用激光的幅度和相位进行级联调制，在同样的激光器条件下，增加数据传输速率。

技术领域

本发明属于一种激光通信的相干接收系统，特别是远距离自由空间通信的相干接收系统，本发明涉及振幅和相位的调制和解调。

背景技术

在远距离自由空间激光通信中，通常利用脉冲位置调制，需要的激光发射平均功率低，提高信息效率。在先技术(参见文献Don M.Boroson,Bryan S.Robinson,DanielV.Murphy,Dennis A.Burianek,Farzana Khatri,Joseph M.Kovalik,Zoran Sodnik,Donald M.Cornwell，“Overview and results of the Lunar Laser CommunicationDemonstration”,Proceedings Volume 8971,Free-Space Laser Communication andAtmospheric Propagation XXVI；89710S,2014)采用脉冲位置调制，直接探测接收。光电探测器为超导纳米线探测器需要配置体积大的冷却系统，不利于空间应用；同时提高通信速率需要增加调制级数，受到激光器调制技术限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种激光通信中幅度相位级联调制的相干接收系统，振幅和相位级联调制，相干接收解调，不需要配备冷却系统的光电探测器，结构简单，适用于空间应用；振幅和相位级联调制方法提高通信速率。

本发明的技术解决方案如下：

一种激光通信中幅度相位级联调制的相干接收系统，包括发射部分和接收部分，其特点在于，所述的发射部分包括激光器、强度调制器、相位调制器、第一信号发生器、第二信号发生器和发射望远镜，所述的激光器发出的光依次通过强度调制器和相位调制器后被发射望远镜发射到空间信道中，所述的强度调制器的射频输入端连接第一信号发生器，相位调制器的射频输入端连接第二信号发生器；

所述的接收部分包括接收望远镜接收、光放大器、光学窄带滤波器、光学桥接器、光电探测器、本振激光器和电子学；所述的接收望远镜接收到空间信道中的信号光后，依次经光放大器和光学窄带滤波器后输入光桥接器的一个输入端，所述的本振激光器发出的光进入光桥接器的另一个输入端，使信号光和本振光在光桥接器内相干，该光桥接器的输出端与电子学相连。

所述的电子学包括同相探测通道、正交探测通道和采集处理电路。

信号光和本振光在光桥接器内相干后，经光桥接器的输出端输出，光信号进入光电探测器，转换为电信号，电信号两两平衡经光探测器接收，得到同相电流信号和正交电流信号，再经过采集和信号处理解调得到信息。

所述的光桥接器为2*4 90°桥接器或者2*8 90°桥接器。

所述的2*4 90°桥接器处理与本振激光同偏振的信号，对应的光电探测器的个数为4个，平衡接收电流信号为2路，所述的2*8 90°桥接器处理其它偏振信号，对应的光电探测器的个数为8个，平衡接收电流信号为4路。

各部分器件，例如激光器、强度调制器、相位调制器、光学桥接器、光电探测器、电子学部分为成熟产品或技术，可以购买或委托研制。