[发明专利]一种基于数据判决相关的QD光斑检测系统及检测方法

说明书

本发明提供一种基于数据判决相关的QD光斑检测系统及检测方法。本发明的系统包括发送光路、接收光路、QD探测器、模拟处理板、数字处理板以及设置在所述数字处理板中的四通道数据判决与信号相关处理模块和光斑解算处理模块。本发明将判决的数据与延时之后的直流消除接收信号进行相关运算，克服了传统QD四象限光斑位置检测的不足：传统QD四象限电流检测对直流电流精确估计存在严重依赖；无法对接收信号中的噪声进行有效抑制；在低信噪比下环境下光斑检测位置产生严重偏离。本发明应用于空间激光通信终端接收光轴的检测，可以显著地提高对光斑检测的精度，满足空间激光通信高灵敏度接收环境下对QD光斑检测器的要求。

技术领域

本发明涉及一种基于数据判决相关的QD光斑检测系统及检测方法，可对QD光斑位置检测中的直流漂移、噪声进行有效抑制，属于空间激光通信领域。

背景技术

在激光通信中极窄的光束信号与传统电磁波方式相比激光通信具有天线增益高、终端尺寸小、传输速率高的优点。随着空间信息传输技术的不断发展，空间激光通信成为星间高速通信的重要手段。

在极窄波束环境下要保证两个激光终端准确地指向对方并保持这一指向成为激光通信中的关键技术：APT跟瞄技术。在APT跟瞄技术中，快速、有效获取接收信号光轴指向成为APT技术中重要的一个环节。

目前用于接收光轴探测的手段有：CMOS相机与QD四象限探测器。CMOS相机具有视场范围大、探测灵敏度高的优点；但其缺点是行场扫描读取方式在大视场方式下接收帧频一般较低，另外1550nm波段的CMOS目前价格较高，特别是宇航级CMOS短波相机价格更高。QD探测器的优点是：具有光斑快速探测的能力，光斑质心位置解算相对简单；其缺点是：对于QD探测器一般具有较小的探测视场，在相同角度分辨率下要求具有较高的输入信噪比。

在无信标光、跟瞄/通信一体化激光通信体制下，传统QD光斑位置检测一般采用对QD四象限信号经预处理之后以积分的方式获取其各象限电流大小。该方法无法消除接收支路中的剩余直流漂移对光斑检测性能的影响；同时也不能对接收信号中的噪声进行有效抑制。

发明内容

针对无信标光、跟瞄/通信一体化激光通信体制下，传统QD光斑位置检测的缺点：对接收通道中的直流漂移敏感、在低信噪比下光斑位置检测性能差，本发明给出一种基于数据判决相关的QD光斑检测系统及检测方法。本发明应用于空间激光通信终端接收光轴的检测，可以显著地提高对光斑检测的精度，满足空间激光通信高灵敏度接收环境下对QD光斑检测器的要求。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于数据判决相关的QD光斑检测系统，包括发送光路、接收光路、QD探测器、模拟处理板、数字处理板以及设置在所述数字处理板中的四通道数据判决与信号相关处理模块和光斑解算处理模块；

所述发送光路中发送数据经光调制器输出由光纤连接到准直器的输入端；准直器输出信号通过扩束器一实现第一次扩束；然后通过分波片实现收、发光信号合路；再通过振镜FSM完成发送光轴校正，最后由扩束器二实现对发送光束角度压缩并进行发射；

所述接收光路中从空间接收的光信号通过所述扩束器二进入到所述振镜FSM；再通过分波片完成收发光信号分离；由接收支路滤波片进一步提高收发隔离度的性能，最后通过透镜入射到QD探测器的QD探测面；

所述QD 探测器是将4个性能一样的光电管按四象限分布的形式集成而成；

所述模拟处理板包括四个高速跨阻放大器、四个宽带放大驱动器，所述QD 探测器的4路输出分别连接四个高速跨阻放大器，每个所述高速跨阻放大器连接一个宽带放大驱动器；