[发明专利]一种空间激光通信终端

权利要求书

1.一种空间激光通信终端，其特征在于包括光学单元、光电单元，其中：

光学单元，采用多孔径光学阵列收集N路上行光束，对N路上行光束进行滤除背景光处理，得到上行接收光束，之后，将上行接收光束会聚到焦平面阵列上形成N个光斑；从光电单元接收下行光束,对其进行准直处理，再根据光电单元发送的精瞄控制指令调整下行光束的光路方向，然后将下行光束分成两路，将其中一路下行光束作为下行接收光束会聚至焦平面阵列上形成光斑；将另一路下行光束作为下行发射光束送至多孔径光学阵列，从多孔径光学阵列的M个子孔径分别发射出去；对光斑进行光电转换，采集每个光斑对应的各个阵列元素输出的电脉冲序列中各个脉冲的到达时刻和幅度、光斑在焦平面上的空间位置信息，并组帧发送给光电单元，N≥1,M≥1；

光电单元，接收光学单元发送的每个光斑对应的各个电脉冲序列中各个脉冲的到达时刻和幅度、光斑在焦平面上的空间位置信息，对其中的上行光斑进行多光斑信号联合检测，得到上行链路数据；根据其中的上行光斑和下行光斑对应的各个电脉冲序列中各个脉冲的到达时刻和幅度、光斑在焦平面上的空间位置信息，计算得到当前的瞄准前置向量，根据当前的瞄准前置向量与预设的目标瞄准前置向量之间的偏差，生成精瞄控制指令发送至光学单元；接收外部输入的下行链路数据，将下行链路数据进行交织、编码、成帧和调制处理产生下行链路电信号，将下行链路电信号调制成下行光束，再传送给光学单元。

2.根据权利要求1所述的一种空间激光通信终端，其特征在于所述光学单元包括光学收发子单元、后端光学子单元、焦平面阵列子单元、后端电子子单元，其中：

光学收发子单元，采用多孔径光学阵列收集和会聚N路上行光束，并将其传送给后端光学子单元；接收后端光学子单元发送的下行光束，并利用多孔径光学阵列的子孔径分别发射出去；

后端光学子单元，对N路上行子光束进行滤除背景光处理得到N路上行接收子光束，之后，将N路上行接收子光束会聚到焦平面阵列子单元上形成光斑；从光电单元接收下行光束,对其进行准直处理，再根据后端电子子单元发送的精瞄控制信号调整下行光束的光路方向，然后将下行光束分成两路，将其中一路下行光束作为下行接收光束会聚至焦平面阵列子单元上形成光斑；将另一路下行光束作为下行发射光束发送至光学收发子单元；

焦平面阵列子单元，由多个元素组成，阵列中的每个元素都是一个光电检测器，被上行光斑或下行光斑所覆盖的各个阵列元素实时地对各自所接收到的上行光斑或下行光斑的光信号进行光电转换处理，将其转换成相应的电信号脉冲序列输出给后端电子子单元；

后端电子子单元，对焦平面阵列子单元输出的每个光斑对应的各个电脉冲序列进行读出和检测处理，得到每个电脉冲序列中各个脉冲的到达时刻和幅度、光斑在焦平面上的空间位置信息，发送给光电单元；从光电单元接收精瞄控制指令，根据控制指令生成精瞄控制信号，并把精瞄控制信号传送给后端光学子单元。

3.根据权利要求2所述的一种空间激光通信终端，其特征在于所述后端光学子单元包括N个光学滤波器、准直器、精瞄准镜、分光器、后向反射镜，其中：

N路上行光束分别经过光学滤波器滤波，滤除背景光，之后，再分别聚焦到焦平面阵列子单元上形成N个光斑；

下行光束经过准直器进行准直处理，之后，再送到精瞄准镜，所述精瞄准镜在精瞄控制信号的控制下实时地控制下行发射光束的瞄准前置角，使下行光束反射至分光器，分光器将其分成两路，其中一路通过分光器反射至光学收发子单元，另一路透过分光器发送至后向反射镜，后向反射镜将其反射回来，在分光器另一侧，再次通过分光器反射会聚至焦平面阵列子单元上形成光斑，通过调整后向反射镜的位置，使焦平面上的N个上行光斑和M路下行光斑不重叠。

4.根据权利要求3所述的一种空间激光通信终端，其特征在于所述下行光束为M路，M≥1。

5.根据权利要求4所述的一种空间激光通信终端，其特征在于M路下行光束通过M个激光器产生。

6.根据权利要求4所述的一种空间激光通信终端，其特征在于所述下行光束通过将1个激光器发出的一路下行光束分成M路得到。