[发明专利]空间90°光混频器分光比自适应控制系统的控制方法

权利要求书

1.空间90°光混频器分光比自适应控制系统的控制方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

步骤一，系统接收信号光通过可旋转半波片(1)调整其偏振态，然后信号光进入空间型90°混频器2，空间型90°混频器(2)接收的信号光与可调谐激光器(7)发出的本振光相干混频，输出中频信号被I路平衡光电探测器(3)和Q路平衡光电探测器(4)转换为I、Q两路电信号；I、Q两路电信号经电乘法器(5)输出鉴相信号；

步骤二，鉴相信号通过ADC(8)转换为数字信号传输给FPGA模块(9)，由FPGA模块(9)判决，若鉴相信号为0，系统完成锁相，FPGA模块(9)调用通信分光比子程序，系统进行通信，I路平衡光电探测器(3)输出电信号，再通过信号解调模块(14)进行通信；若鉴相信号不为0时，则系统失锁，FPGA模块(9)调用锁相分光比子程序，系统进行可调谐激光器和信号光锁相；

步骤三，锁相分光比子程序，I路平衡光电探测器(3)和Q路平衡光电探测器(4)接收到的电压模拟信号经ADC(8)转换为数字信号传递给FPGA模块(9)，FPGA模块(9)对两者进行比较；当两者信号大小不同时，FPGA模块(9)运行拟人算法，发出电机工作信号，步进电机驱动电路(10)发出脉冲信号控制步进电机(11)驱动可旋转半波片(1)向随机方向转动；若I路平衡光电探测器(3)和Q路平衡光电探测器(4)输出电压差值的绝对值减小，则拟人算法启动奖励机制，步进电机(11)驱动可旋转半波片(1)继续向该方向转动；若I路平衡光电探测器(3)和Q路平衡光电探测器(4)输出电压差值的绝对值增大，则拟人算法启动惩罚机制，步进电机(11)驱动可旋转半波片(1)向反方向转动；当I路平衡光电探测器(3)和Q路平衡光电探测器(4)输出电压信号相同时，FPGA模块(9)向步进电机驱动电路(10)发出终止信号，步进电机(11)运动停止；锁相模块(6)对可调谐激光器(7)进行调谐，当鉴相信号为0时，系统完成锁相；

步骤四，通信分光比子程序，FPGA模块(9)运行拟人算法，测量通信分光比阈值；FPGA模块(9)向步进电机驱动电路(10)发出电机工作信号，步进电机驱动电路(10)发出脉冲信号控制步进电机(11)驱动可旋转半波片(1)向随机方向转动；若I路平衡光电探测器(3)输出电压增大，则拟人算法启动奖励机制，步进电机(11)驱动可旋转半波片(1)继续向该方向转动；若I路平衡光电探测器(3)输出电压减小，则拟人算法启动惩罚机制，步进电机(11)驱动可旋转半波片(1)向反方向转动；当鉴相信号不为零时，系统失锁，FPGA模块(9)发出步进电机终止信号，并将步进电机运动步长N存储在存储模块(13)，FPGA模块(9)生成步长为N＝N-1的控制电机运动的配置文件M存储于存储模块(13)；之后FPGA模块(9)调用锁相分光比子程序，系统重新锁相；完成锁相后，FPGA模块(9)调用配置文件M，步进电机(11)运行N步，若鉴相信号不为0，则步进电机(11)运动步长N＝N-1，生成新的配置文件M并覆盖之前的配置文件；若鉴相信号为0，则结束。

2.根据权利要求1所述的空间90°光混频器分光比自适应控制系统的控制方法，其特征在于，该方法基于的结构为空间90°光混频器分光比自适应控制系统，该系统包括可旋转半波片(1)、空间型90°光混频器(2)、I路平衡光电探测器(3)、Q路平衡光电探测器(4)、电乘法器(5)、锁相模块(6)、可调谐激光器(7)、ADC(8)、FPGA模块(9)、步进电机驱动电路(10)、步进电机(11)、电源模块(12)、存储模块(13)和信号解调模块(14)；

可旋转半波片(1)置于空间型90°光混频器(2)信号光输入端口前，用于调整输入信号光偏振状态；

I路平衡光电探测器(3)和Q路平衡光电探测器(4)分别置于空间型90°光混频器(2)的输出端口处，用于将空间型90°光混频器(2)输出的中频光信号转化为电信号；

I路平衡光电探测器(3)和Q路平衡光电探测器(4)的输出端口分别与电乘法器(5)输入端口和ADC(8)连接；

电乘法器(5)输出端口分两路，其中一路输出端口连接到锁相模块(6)输入端口，锁相模块(6)输出端口连接到可调谐激光器(7)，可调谐激光器(7)的激光输出端口对准空间型90°光混频器(2)的本振光输入端口；电乘法器(5)另一路输出端口连接到ADC(8)，ADC(8)将电乘法器(5)以及I路平衡探测器(3)和Q路平衡探测器(4)输出的模拟电信号进行模数转换；

ADC(8)与FPGA模块(9)连接，将数模转换后的信号传输到FPGA模块(9)的IO端口输入端；FPGA模块(9)的IO输出端口连接到步进电机驱动电路(10)输入端，步进电机驱动电路(10)输出端连接到步进电机(11)，步进电机(11)与可旋转半波片(1)连接，驱动可旋转半波片(1)；

存储模块(13)和FPGA模块(9)连接；

电源模块(12)与FPGA模块(9)和步进电机驱动电路(10)连接；

信号解调模块(14)接收I路平衡光电探测器(3)输出的I路电信号用于信号解调。