三菱電機(jī)開發(fā)出全球首臺(tái)空間光通信與空間采集一體化激光通信終端

  ICC訊 5月31日，日本三菱電機(jī)(Mitsubishi Electric)宣布，公司已經(jīng)開發(fā)出了被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)用于激光通信終端(lct)的光學(xué)接收器的原型。該接收器集成了利用激光束進(jìn)行空間光通信的功能，并具有探測(cè)1.5 μm波段接收光束方向的功能，可用于地面光纖通信和其他應(yīng)用的通用頻段。

(用于激光通信終端的光學(xué)接收器原型，圖片來源：Mitsubishi Electric官網(wǎng))

  如今，不少高分辨率衛(wèi)星圖像正應(yīng)用于災(zāi)害損失評(píng)估。但由于這種圖像是通過無線電波傳輸?shù)?，而?shù)據(jù)容量和衛(wèi)星天線大小方面又存在限制，要實(shí)時(shí)傳輸高分辨率圖像就變得非常困難。

  在災(zāi)難后的快速和準(zhǔn)確的損害評(píng)估中，未來是否可以依靠不需要光纖的大容量、高速空間光通信來提供支持呢?空間光通信使用非常窄的激光束，大約是無線電波的千分之一，因此如何精確地將激光束與高速運(yùn)行的衛(wèi)星對(duì)齊仍然是一大挑戰(zhàn)。值得一提的是，三菱電機(jī)最近開發(fā)出的這種光學(xué)接收器，可以通過集成探測(cè)激光四相變化和光束方向的功能來解決上述問題。

  據(jù)介紹，這是一種小型化的光接收機(jī)，其速度、容量和距離都是無線電波通信的10倍。由于其波長(zhǎng)要短得多，所以可以在建筑物之間等不適合大規(guī)模光纖安裝使用的地方安裝緊湊的通信單元，以及使用更小的天線。在沒有正?；A(chǔ)設(shè)施的地區(qū)(如災(zāi)區(qū)、發(fā)展中國(guó)家或偏遠(yuǎn)地區(qū))，也可以安裝無線通信設(shè)備，從而擴(kuò)大無線通信在各種情況下的應(yīng)用。

  根據(jù)官網(wǎng)信息，這一光學(xué)接收器原型的特性和具體細(xì)節(jié)如下：

  1)世界上第一臺(tái)將空間激光采集集成到光電探測(cè)器中的光學(xué)接收器

  光電轉(zhuǎn)換器接收激光并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，它分為四段，通過比較每段元件的輸出信號(hào)強(qiáng)度，高精度地檢測(cè)接收到的激光束的方向。在常規(guī)系統(tǒng)中，不再需要用于探測(cè)波束方向的專用傳感器。

  該小型光接收機(jī)將空間光通信功能和激光到達(dá)角探測(cè)功能集成在光電探測(cè)器上，這被認(rèn)為是世界首創(chuàng)。

  2)光電路檢測(cè)四相位變化，用于高速、大容量通信

  一種新開發(fā)的用于相干空間光通信的光電路可以檢測(cè)四種相位變化(0、90、180和270度)，而不是傳統(tǒng)的兩相檢測(cè)(0和180度)。因此，在相同帶寬下，通信容量和速度是兩相光通信方案的兩倍，是無線電波通信系統(tǒng)的10倍左右。

  與傳統(tǒng)方法相比，相干檢測(cè)方法可以使用更弱的激光束進(jìn)行通信，而傳統(tǒng)方法則可以檢測(cè)由于激光束打開和關(guān)閉而產(chǎn)生的強(qiáng)度變化，因此可以使用相同的激光束強(qiáng)度進(jìn)行更長(zhǎng)距離的通信。此外，這種方法受陽(yáng)光等背景光的影響較小，通信也更加穩(wěn)定。

  3)光接收機(jī)將光電探測(cè)器和光電路集成在一個(gè)小體積(10cm3)、輕量化的模塊中

  光電探測(cè)器的波束方向探測(cè)功能不需要專用的傳感器。此外，光電路包含在一個(gè)小的5cm×5cm的玻璃基板上，在一個(gè)印刷電路板上安裝兩個(gè)光電探測(cè)器。單模塊配置實(shí)現(xiàn)了一個(gè)體積僅為10cm3的輕型光學(xué)接收器，不到三菱電機(jī)之前型號(hào)的四分之一大小