1 西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048
2 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室,陕西 西安 710048
3 陕西理工大学物理与电信工程学院,陕西 汉中 723001
4 西安理工大学自动化与信息工程学院通信工程系,陕西 西安 710048
针对无线光通信存在光束对准耗时长的问题,提出一种发射端采用图像跟踪,接收端采用二维反射镜控制的光束快速对准方法。依据几何光学理论计算了激光经二维反射镜后出射的扫描轨迹,并在无线光通信强度调制/直接检测系统上开展实验。实验结果表明:当通信距离为1.3 km时,光斑型心在x(y)方向的方差由跟踪前的12.5734 pixel2(5.1393 pixel2)降至跟踪后的2.2770 pixel2(1.3697 pixel2),探测器输出电信号的幅值为92.4 mV;当通信距离为10.3 km时,光斑型心在x(y)方向的方差由跟踪前的18.8653 pixel2(10.5290 pixel2)降至跟踪后的14.4970 pixel2(8.0287 pixel2),探测器输出电信号的幅值为74.4 mV。所提方法无需将控制信号由接收端回传至发射端,在快速建立下行链路的同时即可实现上行链路的建立。
光通信 光束扫描 捕获跟踪对准 二维反射镜 中国激光
2022, 49(11): 1106001
光子学报
2020, 49(10): 1001002
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
针对大气湍流对激光通信中对信标光的捕获、跟踪与对准(ATP)的影响, 提出了基于盲解卷积的快速复原与实时检测算法。采用一维点扩散函数重新构造方位退化模型, 取代了原有经典二维退化模型; 改进了约束共轭梯度算法中的约束算子, 并通过改进的共轭梯度迭代算法求得对原始图像的估计; 最后通过连通域计算提取估计结果中的光斑中心位置。采用现场可编程门阵列和数字信号处理器实现所提出的共轭梯度算法并提取光斑中心位置, 满足了系统实时性要求。实验表明, 所提出的快速复原算法能够实时复原分辨率为200 pixel×200 piexl,帧频为100 Hz的光斑图像, 所提取的信标光光斑中心位置与事后计算结果的误差小于1 pixel, 能够满足激光通信系统对信标光的实时跟踪要求。
大气激光通信 图像处理 图像复原 捕获跟踪对准 实时检测 共轭梯度算法 atmospheric laser communication image processing image restoration Acquisition Tracking and Pointing(ATP) real time detection conjugate gradient algorithm