[发明专利]一种用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法

说明书

本发明公开了一种用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：光组件在预设为APC工作模式下，读取光组件工作状态信息；步骤二：判断光组件工作状态信息是正常工作状态信息还是异常工作状态信息；步骤三：对于正常工作状态信息，保持当前预设的APC工作模式，并读取光组件的工作状态信息；对于异常的工作状态信息，优先发送整机复位指令，如果异常工作状态解除，保持当前预设的APC工作模式，并读取光组件的工作状态信息；如果异常状态未解除，切换为开环功率补偿工作模式。本发明提高了光组件在轨工作期间的可靠性和使用寿命。

技术领域

本发明属于航天器光收发组件技术领域，尤其涉及一种用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法。

背景技术

光收发组件是一种基于光电和电光转换原理而设计的高速通信载体。它具有通信速率高，传输距离长，稳定性好等优点，目前被广泛应用于企业组网、运营商网络、云计算局域网等领域中。

随着光组件在航空航天领域不断普及应用，其产品的可靠性和使用寿命受到业界极大关注。能否稳定的输出光功率是衡量光组件使用寿命和可靠性的重要指标。

目前在工业领域使用的光组件(或称：光模块)在输出光功率控制方面一般采用单一的控制方式，即APC(自动功率控制)模式或开环控制模式。这两种工作模式均是通过控制激光器工作电流来维持输出光功率的稳定性，但在控制机制上有所不同。在APC工作模式下，激光器(TOSA)、驱动电路、反馈电路之间形成闭环控制系统，在预设参数条件下，通过设置背光二极管的工作电流来反馈控制激光器的偏置电流，进而得到稳定的光功率输出。如图1所示。由于在长时间工作状态下，加之环境温度的变化，导致背光PD二极管自身参数发生漂移，进而导致反馈电路工作异常(如振荡、过冲)，甚至失效。这直接影响激光器输光功率的稳定性。针对上述故障现象，工业领域采用直接更换光组件的办法进行补救，而在航天领域，尤其在无人航天器中，无法实现人工更换光组件，受限于空间环境影响和更换的便利性影响，更换代价和成本均难以承受。此外，在开环工作模式下，由于激光二极管(LD)的发光效率会随着时间推移和温度的升高慢慢降低，进而导致光组件输出的光功率下降。为了补偿这种“老化”的趋势，通常会采用温度补偿的方式，即在全温度工作范围内，拟合出温度和预设光功率之间的关系，并在微处理器(或上位机)内部实现开环温度补偿的功能。而这样方式存在的问题是拟合精度往往与实际工况相差较大，如何精确的实现稳定的光功率输出，对拟合精度控制提出了更高的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法，基于闭环自动功率控制(APC)和开环功率补偿相结合的控制方法，该方法能够在闭环控制方式失效之后，自动切换至开环功率补偿工作模式，进而提高光组件在轨工作期间的可靠性和使用寿命。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：光组件在预设为APC工作模式下，读取光组件工作状态信息；步骤二：判断光组件工作状态信息是正常工作状态信息还是异常工作状态信息；步骤三：对于正常工作状态信息，保持当前预设的APC工作模式，并读取光组件的工作状态信息；对于异常的工作状态信息，优先发送整机复位指令，如果异常工作状态解除，保持当前预设的APC工作模式，并读取光组件的工作状态信息；如果异常状态未解除，切换为开环功率补偿工作模式。

上述用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法中，在步骤一中，所述光组件包括微处理器、激光器驱动电路、电容C1、电容C2和激光器TOSA；其中，所述微处理器和所述激光器驱动电路相连接；所述激光器驱动电路的OUT+端通过电容C1与所述激光器TOSA相连接；所述激光器驱动电路的OUT-端通过电容C2与所述激光器TOSA相连接；所述激光器驱动电路的IBIAS端与所述激光器TOSA相连接；所述激光器驱动电路的IMON端与所述激光器TOSA相连接。