無(wú)線激光通信ppm調(diào)制器及其多光源序列合成的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器，本發(fā)明還涉及基于上述無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器的多光源序列合成的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線激光通信依靠光在空間中的傳播來(lái)傳遞信息，是一種不依賴光纖、無(wú)需頻率許可的通信方式，它相較與光纖通信與微波通信具有靈活性優(yōu)勢(shì)。涉及具體的通信方式，可以使用連續(xù)波或脈沖激光器作為調(diào)制光源，連續(xù)波調(diào)制速率高但是功率小，對(duì)調(diào)制系統(tǒng)的線性度有很高的要求；脈沖調(diào)制功率大傳輸距離遠(yuǎn)，但脈沖重復(fù)速率低。
[0003]PPM 是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)(Consultative Committee for Space DataSystems,CCSDS)推薦的無(wú)線光通信調(diào)制方式之一，現(xiàn)有無(wú)線光脈沖調(diào)制系統(tǒng)往往采用單激光器(或種子光源)光源，隨著通信距離的增長(zhǎng)，需要實(shí)現(xiàn)大功率光發(fā)射。主振蕩功率放大(Master Oscillator Power-AmpIifier,ΜΟΡΑ)等技術(shù)應(yīng)用于激光發(fā)射器系統(tǒng)，但是系統(tǒng)速率仍受制于種子光源的脈沖重復(fù)速率。現(xiàn)有的光束合成技術(shù)對(duì)多激光器陣列的空間分布、耦合裝置的參數(shù)有嚴(yán)格要求，這增加了系統(tǒng)復(fù)雜度的同時(shí)也提高了成本，這些不利因素都阻礙了大功率高速率光脈沖調(diào)制器的應(yīng)用。
[0004]本裝置使用脈沖位置調(diào)制(Pulse Posit1n Modulat1n，PPM)，傳統(tǒng)的光脈沖調(diào)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，系統(tǒng)由數(shù)字接口、驅(qū)動(dòng)器、激光器和光學(xué)天線組成。該系統(tǒng)存在以下不足:單個(gè)脈沖激光器發(fā)光功率和脈沖重復(fù)頻率存在制約關(guān)系，當(dāng)通信系統(tǒng)傳輸距離很長(zhǎng)時(shí)需要發(fā)光功率很大(>30dBm)，此時(shí)激光器的脈沖重復(fù)頻率很低(〈10MHz)，單激光器系統(tǒng)的功率和通信速率相互制約。
[0005]因此，本發(fā)明希望創(chuàng)造一種激光調(diào)制裝置能夠使用單天線發(fā)射同時(shí)提高發(fā)射功率和通信速率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器，解決了傳統(tǒng)PPM調(diào)制裝置單激光器系統(tǒng)的發(fā)射功率與通信速率相互制約的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供基于上述無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器的多光源序列合成的方法。
[0008]本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是，無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器，包括依次連接的數(shù)字接口、環(huán)形狀態(tài)分配器、若干驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器均連接一個(gè)激光器，每個(gè)激光器均連接一個(gè)偏振控制器，所有偏振控制器均連接至一個(gè)耦合器，耦合器與光學(xué)天線連接。
[0009]本發(fā)明的第一種技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于:
[0010]驅(qū)動(dòng)器、激光器、偏振控制器數(shù)量相等，均為2n個(gè)。
[0011]驅(qū)動(dòng)器包括相互連接的功率放大模塊和功率控制模塊，功率放大模塊與環(huán)形狀態(tài)分配器連接，功率控制模塊與激光器連接；驅(qū)動(dòng)器還包括偏振控制模塊，偏振控制模塊與偏振控制器連接。
[0012]本發(fā)明的所采用的第二種技術(shù)方案是:無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器的多光源序列合成的方法，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0013]步驟1、數(shù)字接口將需要傳遞的信息轉(zhuǎn)換為PPM調(diào)制信號(hào)，以電脈沖序列的形式送入環(huán)形狀態(tài)分配器；
[0014]步驟2、環(huán)形狀態(tài)分配器將接收到的電脈沖序列轉(zhuǎn)換為若干路分時(shí)的電脈沖信號(hào)，若干路分時(shí)的電脈沖信號(hào)分別分配給各個(gè)驅(qū)動(dòng)器；
[0015]步驟3、各個(gè)驅(qū)動(dòng)器接收到電脈沖信號(hào)后，均對(duì)其進(jìn)行整型、功率放大、電平匹配處理，用處理后的電脈沖信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)相應(yīng)激光器發(fā)射光脈沖信號(hào)；
[0016]步驟4、所有激光器產(chǎn)生功率一致的光脈沖信號(hào)，然后激光器通過(guò)各自的尾纖輸出送至相應(yīng)偏振控制器；
[0017]步驟5、激光器的光脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)偏振控制器后偏振態(tài)保持一致，偏振態(tài)一致的光脈沖信號(hào)輸出至親合器；
[0018]步驟6、耦合器將若干光脈沖信號(hào)合成I路光脈沖序列，耦合器通過(guò)光學(xué)天線將光脈沖序列導(dǎo)入空間中，即完成了多光源脈沖序列合成。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器采用多激光器分時(shí)發(fā)光，不受種子光源脈沖重復(fù)速率低的限制；本發(fā)明無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器中耦合裝置簡(jiǎn)單，激光器安裝方式靈活。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是傳統(tǒng)光脈沖調(diào)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2是本發(fā)明無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖3是本發(fā)明中單路驅(qū)動(dòng)器與激光器、偏振控制器的連接圖；
[0023]圖4是本發(fā)明中工作時(shí)序示意圖。
[0024]圖中，1.數(shù)字接口，2.數(shù)字接口，3.驅(qū)動(dòng)器，3-1.功率放大模塊，3_2.功率控制模塊，3-3.偏振控制模塊，4.激光器，5.偏振控制器，6.親合器，7.光學(xué)天線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]傳統(tǒng)的光脈沖調(diào)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，系統(tǒng)由數(shù)字接口、驅(qū)動(dòng)器、激光器和光學(xué)天線組成。
[0027]本發(fā)明無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器，結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括依次連接的數(shù)字接口 1、環(huán)形狀態(tài)分配器2、若干驅(qū)動(dòng)器3，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器3均連接一個(gè)激光器4，每個(gè)激光器4均連接一個(gè)偏振控制器5，所有偏振控制器5均連接至一個(gè)親合器6，親合器6與光學(xué)天線7連接。
[0028]其中，驅(qū)動(dòng)器3采用激光驅(qū)動(dòng)器，耦合器6采用光纖耦合器。
[0029]其中驅(qū)動(dòng)器3、激光器4、偏振控制器5數(shù)量相等，均為2"個(gè)，本發(fā)明中以16個(gè)為例。
[0030]其中驅(qū)動(dòng)器3包括相互連接的功率放大模塊3-1和功率控制模塊3-2，功率放大模塊3-1與環(huán)形狀態(tài)分配器2連接，功率控制模塊3-2與激光器4連接；驅(qū)動(dòng)器3還包括偏振控制模塊3-3，偏振控制模塊3-3與偏振控制器5連接。驅(qū)動(dòng)器3與激光器4、偏振控制器5的連接圖如圖3所示。
[0031]以16個(gè)驅(qū)動(dòng)器3、16個(gè)激光器4、16個(gè)偏振控制器5為例說(shuō)明本發(fā)明無(wú)線激光通信PPM調(diào)制器的各部分之間的連接關(guān)系:數(shù)字接口 I的輸出連接到環(huán)形狀態(tài)分配器2的輸入端，環(huán)形狀態(tài)分配器2的16個(gè)輸出端