[发明专利]基于无源光开关的空间激光通信转发系统

说明书

一种基于无源光开关的空间激光通信转发系统，该系统由地面光信号发射终端、空间转发系统和地面光信号接收终端三部分组成；本发明是将空间光通信的发射和接收端都放置于地面，用飞行器搭载空间转发系统，且空间转发系统只对光信号进行转发，而不进行放大、调制、解调等处理，大大简化了空间系统的复杂程度，减小了空间载荷的体积、重量以及功耗，并用光开关系统实现了光信号的点对点或者广播式的转发，在发射端对信号进行调制，在接收端对信号进行解调，实现地‑空‑地的转发通信。

技术领域

本发明属于空间光通信领域，更具体的说是一种基于无源光开关的空间激光通信转发系统。

背景技术

卫星通信可分为微波通信和光通信两种，它最为一种重要的通信手段，在现代社会军事和民用领域具有重要的作用。随着信息时代的高速发展，微波通信已经不能满足当前日益增长的对卫星通信带宽和容量以及高速通信的需求，另外，微波通信也无法满足特定用户对信息传输安全性的需求，因此急需寻求数据率高及安全性好的通信技术。

相比于微波通信，以激光作为信息载体的卫星激光光通信在以下方面具有微波通信不可比拟的优势：超高宽带、超高传输数据率，强抗干扰能力、难于被截获、安全性好、设备体积小、重量轻、功耗低、造价低、系统机动性能强、免无线电频率使用许可、易于扩容以及组网灵活等，因此已成为国际上主要大国发展的重点项目。然而卫星通信因其组网周期长、造价成本高等原因，在军事领域组网通信中，存在一定的缺陷性，如果我们用飞行器搭载空间转发系统，在空中只对地面信号进行优化，用光开关点对点或者广播式的进行数据转发，这样大大简化了空间系统，在不影响上述光通信的优势下，还能大大减少成本，加快军事作战组网速度，大大提高作战系统通信机动性。

综上所述，为了实现军事作战通信组网快速、抗干扰能力强，安全性能高，系统机动性能强，一种基于无源光开关的空间激光通信转发系统应运而生。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于无源光开关的空间激光通信转发系统，该系统将空间光通信的发射和接收端都放置于地面，用飞行器搭载空间转发系统，且空间转发系统只对光信号进行转发，而不进行放大、调制、解调等处理，大大简化了空间系统的复杂程度，减小了空间载荷的体积、重量以及功耗，并用光开关系统实现了光信号的点对点或者广播式的转发，在发射端对信号进行调制，在接收端对信号进行解调，实现地-空-地的转发通信。

本发明提供一种基于无源光开关的空间激光通信转发系统，该系统由地面光信号发射终端、空间转发系统和地面光信号接收终端三部分组成；

其中地面光信号发射终端包括：

一光发射机，用于提供需要传输的信号光；

一对准系统，该系统由定位模块，捕获跟踪瞄准系统和光学天线组成：定位模块用于对地面站的定位，以利于自用空间光链路的粗对准，捕获跟踪瞄准系统用于对空间光学天线的动态跟踪与瞄准，光学天线用于对发射光的平行扩束和对接收光的聚焦耦合；该对准系统用于实现地-空精对准；该系统的入射端与光发射机的光出射端口相连；

一指令控制模块，用于控制对准系统，并发射微波信号；

空间转发系统包括：

一对准系统，该系统由定位模块，捕获跟踪瞄准系统和光学天线组成：定位模块用于对地面站的定位，以利于自用空间光链路的粗对准，捕获跟踪瞄准系统用于对空间光学天线的动态跟踪与瞄准，光学天线用于对发射光的平行扩束和对接收光的聚焦耦合；该系统用于实现与地面站对准系统的精确对准；