[发明专利]一种非直视自由空间光通信的对准装置及其对准方法

说明书

本发明公开了一种非直视自由空间光通信的对准装置及其对准方法，包括发射端和接收端，发射端包括依次连接的激光器、强度调制器、光纤放大器、发射天线、信号源、二维瞄准平台、第一计算机、第一通信模块。通过接收光束传感器对位置偏移量进行反馈，电机控制器对二维反射镜进行对应位置调整，位于透射式一路的第二聚焦透镜在焦平面上的光斑经调整即可完全照射到光电探测器表面；光电探测器对已调制的光信号进行检测，通过示波器直接观测得到实际的输出波形，从而完成非直视空间的激光通信；解决了传统激光通信点对点通信链路建立困难的问题。

技术领域

本发明属于通信方法技术领域，涉及一种非直视自由空间光通信的对准装置，还涉及上述对准装置的对准方法。

背景技术

自由空间光通信，是一种以激光作为信息载体，可实现对数据、语音和视频等大数据量业务进行高速、实时传输的通信方式。它结合了光纤通信和其他无线通信方式的特点，具有频谱宽、通信容量大、潜在通信速率高、抗干扰性高、保密性好、无线尺寸小、重量轻、结构简单等优点。然而，对于自由空间光通信，建立通信的前提条件为通信两端在无遮挡的情况下实现光束的完全对准。而在城市内楼宇之间寻找远距离无遮挡的可直视链路并非容易，同时对于远距离的通信，光束的对准通常需花费大量的时间才能够建立起链路，并且由于光束漂移、光强闪烁、到达角起伏等因素会直接影响空间激光通信的性能，严重时可能会使得通信中断，所以，非直视自由空间的通信链路建立比较困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种非直视自由空间光通信的对准装置，能实现非直视自由空间的激光通信。

本发明所采用的技术方案是，一种非直视自由空间光通信的对准装置，包括发射端和接收端，发射端包括依次连接的激光器、强度调制器、光纤放大器、发射天线，强度调制器还连接有信号源，发射天线底部设置有用于光束瞄准的二维瞄准平台，二维瞄准平台依次连接有第一计算机、第一通信模块；

接收端包括依次连接的光束传感器、第二计算机、第二通信模块，第二通信模块与第一通信模块连接；还包括有依次连接的二维反射镜、接收天线、分光系统，分光系统与光束传感器连接，二维反射镜连接有用于控制其转动的电机控制器，电机控制器与第二计算机连接；分光系统还连接有光电探测器、示波器。

本发明的特点还在于：

分光系统包括分光镜，分光镜分别连接有第一聚焦透镜、第二聚焦透镜，第一聚焦透镜与光束传感器连接，第二聚焦透镜与光电探测器。

光束传感器为红外相机。

本发明的另一目的是提供一种非直视自由空间光通信的对准方法。

本发明所采用的另一技术方案是，一种非直视自由空间光通信的对准方法，采用上述的非直视自由空间光通信对准的装置，包括以下步骤：

步骤1、信号源发出的信源信息以方波电信号的形式加载到强度调制器，对激光器发出的激光信号进行强度外调制，得到调制信号；

步骤2、调制信号通过光纤放大器放大后，通过发射天线进行发射；

步骤3、光束传感器捕获发射天线发射的光束，并提取光斑反馈给第二计算机，第二计算机对光斑进行处理，同时通过第一计算机对二维瞄准平台进行调整，直至光斑达到最亮，完成光束的粗对准；

步骤4、发射天线发射粗对准后的光束依次经过二维反射镜、接收天线、分光系统后，在光束传感器上进行成像；

步骤5、光束传感器对成像信息进行质心的提取，并通过第二计算机处理后反馈至电机控制器，电机控制器对二维反射镜进行调整，实现光束的精对准；

步骤6、光束的精对准完成后，发射天线发射的光束依次经过二维反射镜、接收天线、分光系统、光电探测器后，通过示波器输出信号波形，完成通信。

步骤3的具体步骤如下：