[发明专利]一种提高接收机动态范围的方法及接收机

说明书

一种提高接收机动态范围的方法及接收机，涉及空间光通信系统中接收机领域，方法包括步骤：对接收的光信号放大后，通过可调衰减器进行信号衰减，衰减后的光信号和本振激光一同进行相干探测接收，并转换为电信号进行数字信号处理；实时获取数字信号处理中计算出的信号功率值，根据信号功率值和阈值的对比结果，调节可调衰减器的衰减系数。本发明在保证灵敏度的前提下，既兼顾实时性和对小信号的检测能力，又在大信号通过时降低失真，提高了接收机的动态范围。

技术领域

本发明涉及空间光通信系统中接收机领域，具体来讲涉及一种提高接收机动态范围的方法及接收机。

背景技术

空间光通信技术结合了光纤通信和微波通信的优点，由于激光通信工作频率高，方向性强而具有传输码率高，天性尺寸小，保密性强等优点，同时不需要铺设大量光纤，可大幅降低成本，因此在其可行性被验证后，成为各国投入大量人力物力研究的热点。

然而，由于大气信道的随机性，大气中气体分子、雪、雾、气溶胶等粒子会引起光的吸收与色散，特别是在强湍流情况下，光信号容易受到严重干扰，再加上空间光通信一般是在两个移动平台之间进行，在通信过程中收发天线有稍许偏差，到达接收机的光信号强度就会产生一个比较大的衰减，导致信号非常小。而在空间信道条件较好，发射端信号发出信号比较大，则有可能导致接收的信号过大。

因此对空间光通信系统中接收机的动态范围进行研究就很有必要。为了提高光通信系统中接收机的动态范围，科研人员提出了一些解决方法，但是很多方法中调节时间过长，导致不能满足实时性的需求，并且接收信号功率的动态范围提高有限。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种提高接收机动态范围的方法及接收机，在保证灵敏度的前提下，既兼顾实时性和对小信号的检测能力，又在大信号通过时降低失真，提高了接收机的动态范围。

为达到以上目的，一方面，采取一种提高接收机动态范围的方法，包括步骤：

对接收的光信号放大后，通过可调衰减器进行信号衰减，衰减后的光信号和本振激光一同进行相干探测接收，并转换为电信号进行数字信号处理；

实时获取数字信号处理中计算出的信号功率值，根据信号功率值和阈值的对比结果，调节可调衰减器的衰减系数。

优选的，所述阈值包括最高阈值和最低阈值，当信号功率值大于所述最高阈值时，增大衰减系数；当信号功率值小于所述最低阈值时，减小衰减系数；当最低阈值≤信号功率值≤最高阈值时，保持衰减系数不变。

优选的，所述衰减系数具有最高门限值和最低门限值，当信号功率值大于所述最高阈值，或者小于所述最低阈值时：若衰减系数等于或大于最高门限值，衰减系数保持在最高门限值；若衰减系数等于或小于最低门限值，衰减系数保持在最低门限值；若最低门限值＜衰减系数＜最高门限值时，设置调节的衰减系数。

优选的，预先设置一个模拟电压值和衰减系数的对应表，通过对应表获得需要增大或减少的衰减系数所对应的模拟电压值，并采用对应的模拟电压值控制可调衰减器的衰减系数变化。

另一方面，提供一种接收机，适用于空间光通信系统，包括：

前置光放大器，其用于对接收的信号进行放大；

可调衰减器，其用于对前置光放大器放大的信号进行初步衰减；

本振激光器，其用于产生本振激光；

集成相干接收机，其用于完成初步衰减后的光信号和本振激光的相干探测接收，并转换为电信号；

模拟数字转换器，其用于将集成相干接收机输出的模拟信号转换为数字信号；

数字信号处理模块，其用于接收所述数字信号并完成信号处理，通过实时算法计算出信号功率值；