专利名称：自由空间光通信系统中通信信号自动跟踪的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及数据通信系统，尤其涉及自由空间光数据通信网络。
背景技术：
利用物理线路或电缆连接两个或多个地点的传统通信系统通常受限于相对低速、低容量的应用中，为克服这些缺陷，最近开发的系统使用了光纤。然而光纤仍要求使用物理光缆连接。为解决这个问题，已开发出利用自由空间传输一个或多个调制有数据的光束的系统。使用这种光束的系统相比传统的基于有线的系统大大提高了数据速率和容量率，高达每秒10G字节，同时避免了在传统的通信系统中，铺设光缆以物理连接系统中的各个地点所需的基础设施成本。自由空间光通信系统不使用光缆，而是部分由至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜构成，用于在两个或多个通信地点之间分别发送和接收信息。每个望远镜的光学系统至少包括一个主反射镜(primary mirror)和一个次反射镜(secondary mirror)或透镜。发射望远镜使用其光学系统发射光束到接收望远镜。接收望远镜使用其光学系统聚焦输入光束到望远镜的焦平面上。通常，每个望远镜连接一个通信网络或其它信息源/目的地。在操作中，发射望远镜通过电缆或无线传输接收来自其相应网络的信息，接着发送调制有这个信息的光束到一个或多个目的接收望远镜。每个接收望远镜接着通过电缆或无线传输中继数据到其相应网络中的预定目的地。
前面提到的自由空间通信系统因此显然具有减小维护网络的物理硬线(hard-wired)部分相关的成本，同时增大传输容量的优点。然而，自由空间光通信可能受多种因素的制约。例如，由地面引起的温度变化可能导致大气湍流具有不同的折射率。对于较小的湍流扰动，当光束通过这些区域时，一部分光束折射引起发射光束失真。如果湍流足够大，整个光束都可被折射，这样光束就不再入射到接收望远镜焦平面上的光纤，从而导致出现一种称为光束漂移(wander)的干扰通信的情形。另外，在发射和接收望远镜之间出现的例如雾或雪等大气条件可能导致光束衰减。或者，如果在通信期间由于多种因素，如风、温室效应、望远镜支座振动引起发射和/或接收望远镜移动，或发射和/或接收望远镜无意之中的移动，都能造成通信中断，这使得发射光束的最大幅度不入射到位于接收望远镜焦平面上的光纤，导致通信连接损耗。
发明内容
利用本发明可解决前面提到的由于衰减或湍流引起的波束偏移或望远镜移动导致的通信损耗问题。根据本发明，为响应测量的接收信号幅度降低，通过高频脉动(dither)发射光束和/或接收光纤可改变入射到接收望远镜的接收光纤的信号幅度。通过利用在接收望远镜测量与接收光束幅度相关的一个信号参数，如接收信号功率，以控制发射光束和/或接收光纤的移动变量使所述光束的最大幅度与接收焦平面上的接收光纤重合，可实现发射光束和接收望远镜的校准。
根据本发明的一个实施例，位于发射望远镜焦平面上的光纤以一种可变模式高频脉动，如一个半径可变的圆。这种高频脉动的效果是，以对应该脉动模式的模式振动发射光束，这种高频脉动又振动接收望远镜焦平面上的图象的接收信号幅度。当光束振动时，接着测量一个信号参数，如接收望远镜焦平面上的光纤的接收信号功率。通过比较光纤已知振动的相位与测量的接收信号功率的相位可确定相移。功率测量和相移确定可用于确定最大化接收光纤上的接收信号幅度所必需的发射光纤运动的方向和大小。随着接收望远镜焦平面上的图象的接收信号幅度增大，发射光纤高频脉动的半径(范围)减小。通过反复测量接收信号功率、移动发射光纤以实现更大的接收信号功率，以及减小高频脉动模式的半径可获得最大信号幅度。该结果为一个搜索函数，通过这个函数搜索到最大接收信号幅度，并通过逐步微调发射光纤的位置和脉动模式半径维持这个最大幅度。
在本发明的第二个实施例中，不是高频脉动发射光纤，而是以一种可变模式高频脉动接收光纤在接收望远镜焦平面处或附近的位置以定位最大信号幅度点。通过利用上述的相移测量技术，接收光纤可逐步靠近光束聚焦在焦平面上的一点，由此靠近接收光束的最大接收幅度点。如同上述实施例一样，当这样移动光纤时，圆形脉动图的半径减小以逐步微调接收光纤的位置。
在大气扰动改变了发射光束路径，或发射和接收望远镜都出现了扰动的情况下，可能必须高频脉动发射光束和接收光纤以使最大发射信号幅度与接收光纤重合。
通过利用一种增大望远镜焦平面面积的反射镜设计可简化本发明的实施例。特别地，这些实施例使用一种使主反射镜和次反射镜的形状特征为可变锥形常数的设计，以使望远镜的焦平面面积最大。在自由空间激光通信系统中使用这种反射镜为，在此作为参考、与此共同申请的标题为“用于自由空间光通信系统的望远镜”的共同等待审查的专利申请No.09/679,159的主题。
图1示出了一种在正常通信条件下利用现有技术望远镜装置的自由空间光通信系统；图2示出了一种利用现有技术发射望远镜装置的自由空间光通信系统，其中一种扰动，如无意之中移动望远镜，导致发射光束偏离其预定路径，由此接收信号幅度降低；图3示出了一种利用现有技术接收望远镜装置的自由空间光通信系统，其中一种扰动，如无意之中移动望远镜，导致接收信号幅度降低；图4示出了一种利用现有技术望远镜装置的自由空间光通信系统，其中由于湍流、衰减或发射和接收望远镜之间的相对角度误差引起的干扰导致通信损耗；图5示出了本发明的通信系统，利用它发射光束以一种可变方式高频脉动；
图6表示垂直面视图，在图5中标记为A-A’，还示出了该平面内用于高频脉动发射光纤，由此脉动发射光束，以实现入射到接收望远镜的信号幅度最大的一种代表性模式；图7示出了一种用于高频脉动接收望远镜焦平面内或附近的接收光纤，以实现接收信号幅度最大的一种代表性模式；图8示出了发射光束或接收光纤振动的图形表示，以及作为时间函数、能确定相移的测量的相应接收信号功率；以及图9示出了描绘本发明步骤的流程图。
具体实施例方式
图1示出了在正常工作条件下自由空间通信系统中的两个现有技术光学通信望远镜101和102。激光130产生的光束被从网络110接收的数据调制。发射望远镜101经光纤106接收调制的光学信号。主反射镜120和次反射镜121光学成像经调制的光束，以便当发射望远镜101和接收望远镜102对准时，光束入射到接收望远镜的焦平面。接收望远镜102利用其光学系统(包括主反射镜122和次反射镜123)聚焦输入的调制光束103到位于接收望远镜102焦平面上的接收光纤112。接收光纤112接着发送调制的光学信号到接收机129，接收机129从光束中解调数据并以电信号形式转发数据到网络109内的联网设备，以便在该网络中传播数据。
然而在某些情况下，发射望远镜101发射的光束103的最大幅度可能没有完全入射到位于接收望远镜102的焦平面上的光纤。例如，图2示出了发射望远镜上的扰动导致发射光束偏离其预定路径的情况。在这种情况下，当发射光纤发送一个光学信号到发射望远镜210时，望远镜的光学系统形成光束203，这样光束203就只部分入射到接收望远镜202。虽然接收光束图象仍入射到接收光纤212，但入射到该光纤上的光能降低。因此，接收光纤212接收的图象幅度将降低。
在图3所示的另一情况下，接收望远镜上出现扰动，在这种情况下，虽然发射光束303的最大幅度仍完全入射到接收望远镜302，但接收焦平面313上的图象将相对于接收光纤312移动到例如点311。结果是接收光纤312接收的信号幅度降低。
图4分别示出了当大气中有温度变化湍流，和发射和接收望远镜401和402之间存在衰减的第三种扰动情况。当发射光束403通过湍流404和/或衰减405时，光束将偏离其预定路径，而且接收望远镜焦平面上的信号图象幅度可能降低。如果在发射和接收望远镜之间的路径上存在足够的湍流或衰减，路径偏移或幅度减小量可能足够大，使得发射光束不入射到位于接收望远镜402焦平面上的光纤412。
图5示出了根据本发明的一种自由空间通信系统，其中发射和接收光纤能被高频脉动以实现最大接收信号功率。在这个实施例中，激光530产生的光束再次被调制器504调制来自网络510的数据。光束接着经光纤506发送到发射望远镜501，望远镜501经自由空间发射光束到接收望远镜502。光束被聚焦到位于接收望远镜502焦平面上的光纤512。光电检测器508将光信号转换为电信号，送至接收机529用于解调光束中的数据。接着由功率计531测量电信号的信号功率。如果大气扰动或任何一个望远镜的扰动使得光束503的最大幅度不入射到接收光纤512，那么，光纤512上的光信号功率降低，导致功率计531检测到的功率下降。
在本发明的第一个实施例中，当发射望远镜上出现扰动时，发射光纤503被高频脉动以重新获得最大接收功率。为启动高频脉动，接收望远镜的控制器532发送一个信号到发射望远镜的控制器523。控制器523接着产生信号控制电动级521和522以圆形脉动模式移动发射光纤506，由此移动光束503。结果，在接收望远镜502的焦平面上接收的光束图象幅度根据发射光束的移动改变。
图6表示图5中标记为A-A’，垂直于接收望远镜纵轴的平面，其中接收望远镜的主反射镜固定。图6还示出了由于高频脉动图5中的发射光纤506引起的发射光束在该平面内的运动截面图。当发射望远镜的扰动改变了发射光束的路径时，在启动任何高频脉动之前，发射光束以及最大发射信号幅度入射到区域601。点603表示接收望远镜的位置。由于位于点601的发射光束的最大信号幅度不入射到接收望远镜603，因此，图5中的功率计531检测到的功率低于一个指定门限。因此如上所述，图5中的发射光纤506以圆形模式被脉动，这导致相应的圆形图案(模式)604具有原点601和半径R(标记为606)。为启动这种模式，移动发射光纤，这样发射光束在圆形图案604的圆周线上沿半径606移动到点602，并以环绕圆心601的605方向通过圆形高频脉动图604。
再次参考图5，当发射光纤506被脉动时，功率计531测量的接收信号功率发送到一个锁相环(PLL)511。锁相环在技术上是公知的。PLL 511从发射望远镜的控制器523接收指示高频脉动振动模式的信号。PLL 511接着分离发射光纤506高频脉动振动的垂直和水平分量。
图8分别示出了当发射光束完成图6所示的一个高频脉动模式周期604时，其运动的垂直和水平分量801和802的图形表示。沿横轴的变量T定义为高频脉动模式完成一个周期所需的时间。图8中的分量803也表示在对应图6中的高频脉动图604的接收望远镜，图5中功率计531测量的功率。当发射光束通过高频脉动图案604移动时，PLL511比较图8中垂直和水平移动分量801和802之间的相差与在接收望远镜测量的信号功率803。PLL 511接着输出对应这些偏差的水平和垂直相差值。这些差值和测量功率指示实现入射最大幅度的发射光束602到接收望远镜603焦平面内的接收光纤512上所必需的圆形脉动图604的原点601移动的角度方向和大小。随着高频脉动图604的原点601以及对应的发射光束的最大幅度逐步靠近接收望远镜603，通过减小高频脉动图的半径606简化了这种移动。因此，通过反复测量接收信号功率、调整发射光束高频脉动图的原点位置，以及减小高频脉动图半径以逐步微调，可获得最大接收功率。
本领域的技术人员将认识到，高频脉动发射光束将只能完全校正源于发射望远镜的扰动。例如，如果发射望远镜无意中被移动，发射光束将不会完全入射到接收望远镜，导致接收幅度降低。在这种情况下，可如上所述脉动发射光纤以移动光束的发射路径，这样光束将再次完全入射到接收望远镜，相应地，最大发射信号幅度也入射到位于该望远镜焦平面上的接收光纤上。然而如果在接收望远镜出现扰动，简单地使入射到接收望远镜上的信号幅度最大不一定会导致最大发射信号幅度与接收光纤重合。反而可能必须对接收望远镜进行校正。
因此，本发明的第二个实施例针对接收望远镜出现扰动，导致接收望远镜接收光纤处的接收信号幅度降低的情形。当接收望远镜出现扰动时，如当望远镜被无意之中移动时，结果是发射光束的入射角相对于接收望远镜发生了变化。这种变化导致接收光束在接收焦平面上的图象离开图象完全入射到接收光纤上的点移动。这导致入射到接收光纤上的接收信号幅度相应降低。因此，当接收望远镜出现扰动时，不是高频脉动发射光纤，而是脉动接收望远镜上的接收光纤，同时接收光束在接收望远镜502焦平面上的图象位置保持不变。图7表示了位于圆704圆心701处的接收光纤512相对于接收望远镜焦平面上的固定最大幅度点703的移动。
当图5中的功率计531测量到由于幅度降低导致的接收信号功率降低时，控制器532产生信号，使得电动级526和527以图7中的圆形高频脉动模式704移动接收光纤512。接收光纤512从圆704的圆心701沿半径706移动到点702，并在围绕圆心701的方向705上启动圆形高频脉动模式。PLL 511比较接收功率的相位与光纤512移动的垂直和水平分量的相位。PLL 511接着输出误差值指示，移动高频脉动图704的圆心以便最大接收功率点703入射到接收光纤512上所必需的移动幅度和方向。随着高频脉动图704的圆心向最大功率点703移动，通过减小高频脉动图的半径706可简化这种移动。以这种方式，通过反复测量接收信号功率、调整接收光纤高频脉动图的圆心位置，以及减小高频脉动图的半径以便逐步微调，可获得最大接收功率。
应注意，上面的实施例仅针对扰动发生在发射或接收望远镜局部的情况。然而，前面讨论过，自由空间光通信经常受发射和接收望远镜之间的大气扰动的影响。在这种情况下，必须同时或顺序高频脉动发射光束和接收光纤，以便发射光束的最大幅度与接收光纤重合。例如，当在沿发射和接收望远镜之间的发射光束路径上存在一个或多个大气扰动时，望远镜上产生的图象幅度降低，类似于发射望远镜上发生扰动的情形。另外，由于大气扰动，这个图象可能移动到接收焦平面上的一个新点，这类似于接收望远镜上发生扰动的情形。结果，在这些大气扰动的情况下，只有通过以上述方式高频脉动发射光束(以使入射到接收望远镜上的发射光束幅度最大)和接收光纤(以移动接收光纤到该光纤的最大入射幅度点)才能实现最大幅度。因此，通过反复测量信号功率、高频脉动发射和/或接收光纤，以及移动发射和/或接收光纤到相应望远镜焦平面上的一个新位置才能获得最大发射信号幅度，以便最大化接收信号幅度。
虽然上面的实施例暗示仅在检测到信号幅度降低时才启动高频脉动，但本领域的技术人员认识到在通信操作期间都可保持发射和/或接收望远镜的高频脉动。在这种情况下，如果在发射和接收望远镜之间存在一个强通信信号，那么高频脉动图所包含的区域相对较小以维持可能的最强信号。然而，一旦接收信号功率降低到低于一个预定门限，任何一个望远镜上的高频脉动图面积将增加以根据上述实施例寻找一个更强的信号。一旦检测到一个更强的信号，高频脉动图的面积再次减小。如果通信连接完全丢失(例如，由于湍流、望远镜之间的角度误差等等引起)，高频脉动图的直径可扩展，以便发射光束和/或接收光纤在一个较大区域内变化相对较大以试图重建连接。如果通信成功重建，那么高频脉动图的中心可再次对准产生最强接收信号的相关望远镜焦平面上的一点，而且高频脉动图的直径可减小。
本发明的各种形态可用于一般由图9步骤表示的自由空间光通信操作。在正常通信期间，在步骤901测量接收信号功率。在步骤902，启动高频脉动以响应测量到的信号功率低于一个指定门限。一旦实现了可能的最大信号功率，高频脉动或停止或以某一最小级别继续进行。
前面仅示意了本发明的原理。因此可以理解，本领域的技术人员能设计出各种方案，这些方案尽管在此没有明确描述或示出，但体现了本发明的原理并且包含于本发明的精神和范围内。此外，在此列举的所有例子和条件语言主要用于帮助读者理解本发明的原理，以及发明人提供用于推动该技术发展的概念，应认为是不限制到这些特别引用的例子和条件。此外，在此列举的本发明的各个方面和实施例，以及特定例子的所有陈述目的是包含本发明的等效功能。
因此，例如，本领域的技术人员应知道，在此附图表示光学望远镜和调制数据用于自由空间光通信的光束的原理图。光学组件图在尺寸或与其它组件的关系上不必很精确，而是仅仅表示这些组件可能的物理布局。另外，本领域的技术人员知道，在附图中描绘的所有光纤仅表示在望远镜和网络目的地之间传输数据的一种方法。用于从望远镜传递数据到网络目的地的任何其它通信方法也可用作附图中所示方法的替代方法，而且没有任何限制。
另外，在上述的发射光纤被高频脉动的实施例中，接收望远镜的控制器经硬线计算机网络传递是否需要高频脉动发射光纤。然而，本领域的技术人员知道，这种反馈功能可通过许多不同方法实现，包括但不限制为，无线射频发射机和接收机，或甚至自由空间光通信。后一方法可利用与该发射和接收望远镜共址的第二对望远镜实现。这种望远镜不要求进行高带宽通信，因此没有主通信望远镜那么复杂和昂贵。或者，现有的发射和接收望远镜除了它们主要的通信功能外还可发射该反馈信号。在这种情况下，通信系统可使用一个不同频率用于反馈信号以避免与主通信信号干扰。本领域的技术人员知道，如果第二对望远镜与主望远镜共址，或如果两个主望远镜都能发射和接收，那么校正任何一个通信地点出现的扰动的高频脉动算法将变得更为复杂。
另外，在上面的本发明实施例中，高频脉动要求发射和接收望远镜之间保持时间同步。本领域的技术人员知道，这种同步可通过许多不同方法实现，包括但不限制为，在每个望远镜使用稳态振荡器。这种同步使得一个或两个地点能精确地跟踪被高频脉动光纤的移动。如同上面实施例描述的，必须比较该高频脉动的相位与在接收望远镜测量的接收信号功率的相位。本领域的技术人员还认识到，还必需某种方式保持这种同步。这也可通过许多不同的方法实现，包括但不限制为，使用从一个望远镜到另一个望远镜的信息突发，指示在一个特定时刻振动光纤或测量的接收功率信号的预期相位位置。如果预期的相位位置不精确，可请求调整失相(out-of-phase)光纤的振动。
本发明的其它方面也仅表现其本质的一面。例如，虽然所示的电动级为实现发射或接收光纤高频脉动的装置，但有许多其它等效功能可实现这种高频脉动，包括但不限制为，压电驱动器。另外，与锁相环连接的功率计在本发明中用于测量和比较接收信号功率的相位与高频脉动振动分量的相位。然而，这种比较只是激励高频脉动功能的一种方式。任何可测量的信号参数都可用于这种高频脉动以产生用于移动高频脉动图原点的误差值。而且，圆形脉动图只是可采用的一种可能模式，并不是要排除其它可能的高频脉动模式实施例。
最后，本领域的技术人员还知道，可在一个通信系统中实现本发明的不同方面，或者本发明的任何方面可实现为一种“独立”测量以提高通信能力。在此并不要求本发明的所有方面包含于一个实施例内。
权利要求
1.一种发射望远镜，包括用于发射一个光束到一个接收望远镜的装置；以及响应一个指示接收望远镜上的信号幅度降低的信号而工作的装置，用于高频脉动发射光束以便相对于发射光束的发射望远镜的角度改变，目的是改变入射到位于接收望远镜光学系统焦平面上或附近的接收光纤上的信号幅度。
2.根据权利要求1的发射望远镜，其中用于高频脉动光束的装置包括用于高频脉动发射望远镜光纤的装置，其发送光束到发射望远镜，而且以一种模式终止于发射望远镜光学系统的焦平面上或附近。
3.根据权利要求2的发射望远镜，其中该模式为一个半径可变的圆。
4.根据权利要求2的发射望远镜，还包括用于产生指示发射光纤相位的时变信号的装置。
5.根据权利要求4的发射望远镜，还包括响应一个指示在接收望远镜接收的信号功率相位的时变信号而工作的装置，用于比较发射光纤的相位与接收信号功率的相位。
6.根据权利要求5的发射望远镜，其中所述用于高频脉动发射光纤的装置移动发射光纤，以响应从比较发射光纤相位与接收信号功率相位中产生的一个信号。
7.根据权利要求1的发射望远镜，其中高频脉动装置脉动发射光束，直到在接收望远镜的接收光纤检测到一个最大信号幅度。
8.根据权利要求1的发射望远镜，其中响应与接收望远镜接收的发射光束相关的至少一个可测量信号参数，产生指示接收光纤上的信号幅度降低的信号。
9.根据权利要求8的发射望远镜，其中可测量的信号参数为信号功率。
10.一种接收望远镜，包括用于从一个发射望远镜接收光束的装置；以及用于产生一个指示接收信号幅度降低的装置，用于改变入射到位于接收望远镜光学系统焦平面上或附近的接收光纤上的信号幅度。
11.根据权利要求10的接收望远镜，还包括用于产生指示高频脉动接收光束相位与接收信号功率相位比较结果的信号。
12.一种接收望远镜，包括用于从一个发射望远镜接收光束的装置；以及用于高频脉动位于接收望远镜光学系统的焦平面上或附近的接收光纤的装置，以便改变入射到所述光纤上的信号幅度。
13.根据权利要求12的接收望远镜，其中高频脉动装置以一种模式脉动接收光纤。
14.根据权利要求13的接收望远镜，其中该模式为一个半径可变的圆。
15.根据权利要求12的接收望远镜，还包括用于产生指示发射光纤相位的时变信号的装置。
16.根据权利要求15的接收望远镜，还包括用于比较发射光纤的相位与接收信号功率相位的装置。
17.根据权利要求16的接收望远镜，其中所述用于高频脉动接收光纤的装置移动接收光纤，以响应从比较接收光纤相位与接收信号功率相位中产生的一个信号。
18.根据权利要求12的接收望远镜，其中高频脉动装置脉动接收光纤，直到在接收光纤检测到一个最大信号幅度。
19.根据权利要求12的接收望远镜，其中高频脉动装置脉动所述接收光纤，以响应与所述接收望远镜光纤发送的一个信号相关的至少一个可测量信号参数。
20.根据权利要求19的接收望远镜，其中可测量的信号参数为信号功率。
21.一种在包括发射和接收望远镜的自由空间通信系统中的方法，该方法包括高频脉动发射光束，以响应一个指示在位于接收望远镜光学系统焦平面上或附近的接收光纤接收的信号幅度降低的信号，以便相对于发射光束的发射望远镜的角度改变，目的是改变入射到接收光纤上的信号幅度。
22.根据权利要求21的方法，其中高频脉动发射光束包括脉动发射望远镜光纤，发射望远镜光纤发送光束到发射望远镜，并以一种模式终止于发射望远镜光学系统的焦平面上或附近。
23.根据权利要求22的方法，其中该模式包括一个半径可变的圆。
24.根据权利要求22的方法，还包括产生一个指示发射光纤相位的时变信号。
25.根据权利要求24的方法，还包括比较发射光纤的相位与接收信号功率的相位，以响应一个指示接收望远镜接收的信号功率相位的时变信号。
26.根据权利要求25的方法，其中高频脉动发射光纤移动发射光纤，以响应从比较发射光纤相位与接收信号功率相位中产生的一个信号。
27.根据权利要求21的方法，其中，响应与接收光束相关的至少一个可测量的信号参数产生指示接收信号幅度降低的信号。
28.根据权利要求27的方法，其中可测量的信号参数为信号功率。
29.一种自由空间通信系统方法，包括高频脉动位于接收望远镜光学系统焦平面上或附近的接收光纤，以便改变入射到所述光纤上的信号幅度。
30.根据权利要求29的方法，其中接收光纤以一种模式高频脉动。
31.根据权利要求30的方法，其中该模式为一个半径可变的圆。
32.根据权利要求29的方法，还包括比较产生一个指示接收光纤相位的时变信号。
33.根据权利要求32的方法，还包括比较接收光纤的相位与接收信号功率相位的相位。
34.根据权利要求33的方法，其中高频脉动接收光纤移动接收光纤，以响应从比较接收光纤相位与接收信号功率相位中产生的一个信号。
35.根据权利要求29的方法，其中接收望远镜光纤被高频脉动直到在该光纤上检测到一个最大信号幅度。
36.根据权利要求29的方法，其中接收光纤被高频脉动，以响应与所述光纤上发送的一个信号相关的至少一个可测量的信号参数。
37.根据权利要求36的方法，其中可测量的信号参数为信号功率。
38.一种在包括发射和接收望远镜的自由空间通信系统中的方法，该方法包括高频脉动发射望远镜发射的发射光束和位于接收望远镜光学系统焦平面上或附近的接收光纤，以响应一个指示接收光纤接收的信号幅度降低的信号，这样入射到接收光纤上的信号幅度改变。
39.根据权利要求38的方法，其中高频脉动发射光束包括移动发射望远镜光纤，发射望远镜光纤发送光束到发射望远镜，并以一种模式终止于接收望远镜光学系统焦平面上或附近。
40.根据权利要求39的方法，其中该模式为一个半径可变的圆。
41.根据权利要求38的方法，其中高频脉动接收光纤包括以一种模式移动所述接收光纤。
42.根据权利要求41的方法，其中该模式为一个半径可变的圆。
43.根据权利要求39的方法，其中发射光纤被高频脉动直到发射光束的最大幅度入射到接收望远镜，而且接收光纤被高频脉动，直到所述接收光纤与接收望远镜焦平面上的最大接收功率点重合。
全文摘要
本发明公开了一种自由空间通信系统。当测量到接收信号幅度降低时,通过高频脉动发射望远镜发射的光束或接收光纤可改变入射到接收望远镜接收光纤上的信号幅度,以使入射到接收光纤上的最大发射信号幅度在接收焦平面上。发射光束以一种相应模式振动。与之响应,接收望远镜焦平面上的图象的接收信号幅度也以相同模式振动。通过比较接收信号的相位与发射光束移动的相位,可移动发射光束高频脉动图的原点直到入射到接收光纤上的发射光束幅度最大。
文档编号H04B10/118GK1348264SQ01135330
公开日2002年5月8日 申请日期2001年9月29日 优先权日2000年10月5日
发明者罗伯特·G·阿伦斯, 赫尔曼·M·普雷斯比, 约翰·A·泰森 申请人:朗迅科技公司