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三菱电机开发出世界首个集空间光通信和空间采集于一体的激光通信终端

2022-06-08 10:53:06 EDN综合报道 阅读:
高分辨率卫星图像用于评估灾害造成的损失,但由于此类图像是通过无线电波传输的,受数据容量和卫星天线尺寸的限制,很难实时传输高分辨率图像。因此,需要不需要光纤的大容量、高速空间光通信来支持灾难后快速准确的损害评估。但空间光通信使用非常窄的激光束,约为无线电波的 1/1000,因此挑战在于如何将激光束与高速运行的卫星精确对准。

日本三菱电机 近日宣布,已开发出据称是世界上第一个用于激光通信终端(LCT)的*光接收器原型,该产品集成了空间光通信使用激光束和检测接收光束方向的功能 1.5-μm 波段是用于地面光纤通信和其他应用的通用波段。MFnednc

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空间光通信使用非常窄的激光束,约为无线电波的 1/1000,因此挑战在于如何将激光束与高速运行的卫星精确对准。三菱电机现在开发了一种光接收器,通过集成检测激光和光束方向的四个相位变化的功能来解决这个问题。MFnednc

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结果是缩小尺寸的光接收器,使空间光通信的速度、容量和距离是无线电波通信的 10 倍。由于波长要短得多,因此可以在紧凑的通信单元中使用更小的天线,这些天线可以安装在难以使用光纤的位置,例如建筑物之间。在没有正常基础设施的地区也可以安装,例如灾区、发展中国家或偏远地区,从而扩大了无线通信在各种情况下的使用。 MFnednc

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激光通信终端(LCT)的光接收机原型MFnednc

特征

1) 世界上第一个在光电探测器内集成空间激光采集的光学接收机

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  • 接收激光并将其转换为电信号的光电转换器分为四段,通过比较每个分段元件的输出信号强度,高精度地检测接收到的激光束的方向。不再需要用于检测传统系统中的光束方向的专用传感器。
  • 小型光接收器在光电探测器中集成了空间光通信和激光到达角检测功能,这被认为是世界首创。

2)光路检测高速、大容量通信的四个相位变化

  •  与传统两相位(0和180度)探测相比较,新型相干空间光通信的光路可以探测四相位变化(0、90、180和270度)。该方式的结果是通信容量和速度是相同带宽下两相位光通信方案的两倍,是无线电波通信系统的近10倍。
  •  相干探测方法与由光束打开/关闭引起强度变化的传统探测方法相比,即使在较弱的激光束下也能进行通信,因此可以使用相同的激光束强度施行更长距离的通信。此外,相干方式受阳光和其他环境光的影响较小,通信更稳定。

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 3) 光学接收机将光电探测器和光路集成在一个小型化(10cm3)、轻量级的模块中

  • 光电探测器的光束方向探测功能不需要搭配专用传感器。此外,光路包含在一个5cm×5cm 的小玻璃基板上,将两个光电探测器安装在一块PCB上。单模块配置实现了只有10cm3的轻型光学接收机,不到三菱电机前代型号的四分之一。

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