[发明专利]一种提高空间光通信系统光束位置检测精度的系统及方法

权利要求书

1.一种提高空间光通信系统光束位置检测精度的系统，其特征在于：该系统包括：光电探测器(100)、电流/电压转换器(101)、放大器(102)、A/D转换器(103)和处理器(104)，光电探测器(100)将信标光转换为光电流信号，光电流信号在电流/电压转换器(101)中被转换为电压信号，经放大器(102)放大后由A/D转换器(103)变换为数字信号，处理器(104)接收该数字信号，处理器(104)包括幅度检测器(1001)、数字信号发生器(1002)、相位控制器(1003)和脱靶量计算单元(1004)，其中相位控制器(1003)接A/D转换器发过来的数字位置信号x(n)以及数字信号发生器(1002)送出的本地参考信号y(n)，经鉴相后，送出相位差信号θ；数字信号发生器(1002)接收相位差信号θ修正自身输出信号的频率，直到相位差稳定；调节后的数字信号y(n)，与A/D转换器输出信号x(n)一起送入幅度检测器(1001)增强信号信噪比，所得结果r(m)送入脱靶量计算单元(1004)，输出A轴和E轴偏移量。

2.根据权利要求1所述的提高空间光通信系统光束位置检测精度的系统，其特征在于：信标光所用调制方式为强度调制。

3.根据权利要求1所述的提高空间光通信系统光束位置检测精度的系统，其特征在于：所述的光电探测器可以是四象限探测器(QD)和位置探测器(PSD)等直接光强探测的光束位置传感器。

4.根据权利要求1所述的提高空间光通信系统光束位置检测精度的系统，其特征在于：所述的处理器器可以是可编程逻辑门阵列器件(FPGA)、数字信号处理器(DSP)和嵌入式系统。

5.一种提高空间光通信系统光束位置检测精度的方法，其特征在于：实现步骤如下：

第一步，相位控制器(1003)

设计在处理器(104)上运行的的相位控制器(1003)闭环传递函数为：

其中f_clk为系统时钟；f_x为输入信号x(n)的频率；C₁和C₂为控制系数；N为分频比；

第二步，设计数字信号发生器(1002)

设计在处理器(104)上运行的数字信号发生器(1002)，采用查找表法产生数字信号，预先在MATLAB中生成余弦信号，方波信号和部分伪随机序列码数据，存入处理器的存储空间内，输出信号的类型可根据需要在线调整，输出频率根据相位控制器(1003)产生的相位信号θ自动调整；

第三步，设计幅度检测器(1001)

设计在处理器(104)上运行的幅度检测器(1001)，通过对x(n)和y(n)进行循环互相关运算提高x(n)信噪比，并检测x(n)的幅度值；

第四步，设计脱靶量计算单元(1004)，根据所用传感器类型，选择相应脱靶量计算公式完成计算，输出A轴和E轴偏移量。

6.根据权利要求5所述的提高空间光通信系统光束位置检测精度的方法，其特征在于：第二步中所使用的本地参考信号可以是数字正(余)弦信号，数字方波信号和伪随机序列信号。

7.根据权利要求5所述的提高空间光通信系统光束位置检测精度的方法，其特征在于：第三步中所使用的信噪比提升方法为循环互相关算法。