三菱電機開發(fā)出全球首臺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(Mitsubishi Electric)宣布，公司已經(jīng)開發(fā)出了被認為是世界上第一臺用于激光通信終端(lct)的光學(xué)接收器的原型。該接收器集成了利用激光束進行空間光通信的功能，并具有探測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，要實時傳輸高分辨率圖像就變得非常困難。

  在災(zāi)難后的快速和準確的損害評估中，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行的衛(wèi)星對齊仍然是一大挑戰(zhàn)。值得一提的是，三菱電機最近開發(fā)出的這種光學(xué)接收器，可以通過集成探測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，其速度、容量和距離都是無線電波通信的10倍。由于其波長要短得多，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。在沒有正常基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū)(如災(zāi)區(qū)、發(fā)展中國家或偏遠地區(qū))，也可以安裝無線通信設(shè)備，從而擴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節(jié)如下：

  1)世界上第一臺將空間激光采集集成到光電探測器中的光學(xué)接收器

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

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

  2)光電路檢測四相位變化，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四種相位變化(0、90、180和270度)，而不是傳統(tǒng)的兩相檢測(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，相干檢測方法可以使用更弱的激光束進行通信，而傳統(tǒng)方法則可以檢測由于激光束打開和關(guān)閉而產(chǎn)生的強度變化，因此可以使用相同的激光束強度進行更長距離的通信。此外，這種方法受陽光等背景光的影響較小，通信也更加穩(wěn)定。

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

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