基于码分多址的面阵APD多光斑重叠态同时识别方法和系统

本发明涉及空间激光通信，具体涉及基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法和系统。

背景技术：

1、空间激光通信具有通信速率高、抗干扰能力强、光端机轻小型、保密性好等优势。目前空间激光通信研究大多是基于一点对一点的形式，不仅对平台间高速信息传输与中继产生影响，还影响天空地一体化激光通信信息网络的建设。因此提出一点对多点空间激光通信技术，光端机主端探测器可以对多个光端机从端发射激光束所形成的多光斑进行同时接收与检测。

2、然而，现有技术中，由于需要对来自三个从端光端机的三路信标光束进行码分多址，接收端信号处理电路系统中需要75路码跟踪环，这会大幅度提升电路系统的复杂程度以及规模。

3、因此有必要提供新的基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法和系统。

技术实现思路

1、基于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例的目的在于提供基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别系统，在充电过程中监控电池温度，并根据电池温度分阶段控制充电功率，从而提高气溶胶生成系统的充电安全性。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，包括：

3、s1，三个从端光端机分别向主光端机发射三路信标光束；

4、s2，所述三路信标光束穿过汇聚透镜汇聚至5*5面阵的apd探测器光敏面，供其产生25路apd像元光电流信号，其中，apd探测器光敏面中每个apd像元根据自身所接收到的信标光束的光功率，产生对应的apd像元光电流信号；

5、s3，apd探测器光敏面将产生的25路apd像元光电流信号输入到信号调理电路，供其输出每路apd像元光电流信号对应的数字信号；

6、s4，信号调理电路将所有数字信号均输入到预处理单元，得到汇总信号；

7、s5，预处理单元将汇总信号输入到码跟踪环，得到输出信号；

8、s6，对码跟踪环输出的输出信号和信号调理电路输出的数字信号进行集成化处理，得到集成处理结果；

9、s7，采用质心算法对集成处理结果的光斑中心位置进行解算。

10、进一步的，s1中，所述三个从端光端机向主光端机分别发射三路信标光束，包括：

11、三个从端光端机分别向主端光端机发射经过prbs1、prbs2、prbs3三种不同格式伪随机码调制的800nm波段信标光束。

12、进一步的，所述信号调理电路包括跨阻放大器和模数转换器。

13、进一步的，所述跨阻放大器将光电流信号放大并转换为电压信号，再通过模数转换器将电压信号转换为数字信号。

14、进一步的，所述预处理单元包括：

15、将三路信标光束的25路apd像元的光电流信号对应的数字信号幅值进行累加求和得到的求和结果为汇总信号。

16、进一步的，s5中，所述预处理单元将汇总信号输入到码跟踪环，得到输出信号，包括：

17、将汇总信号输入3路码跟踪环进行扩频基带信号的相位捕获与跟踪，得到输出信号。

18、进一步的，s6中，所述对码跟踪环输出的输出信号和信号调理电路输出的数字信号进行集成化处理，得到集成处理结果，包括：

19、3路码跟踪环输出的输出信号和每路apd像元光电流信号对应的数字信号进行集成化处理，包括选取精跟踪视场所包含的5个apd像元以及对应各自prbs伪码序列的相关值。

20、基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别系统，应用于上述基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，所述系统包括：

21、发射模块，用于三个从端光端机分别向主光端机发射三路信标光束；

22、接收模块，用于所述三路信标光束穿过汇聚透镜汇聚至5*5面阵的apd探测器光敏面，供其产生25路apd像元光电流信号，其中，apd探测器光敏面中每个apd像元根据自身所接收到的信标光束的光功率，产生对应的apd像元光电流信号；

23、转换模块，用于apd探测器光敏面将产生的25路apd像元光电流信号输入到信号调理电路，供其输出每路apd像元光电流信号对应的数字信号；

24、预处理模块，用于信号调理电路将所有数字信号均输入到预处理单元，得到汇总信号；

25、码跟踪模块，用于预处理单元将汇总信号输入到码跟踪环，得到输出信号；

26、处理模块，用于对码跟踪环输出的输出信号和信号调理电路输出的数字信号进行集成化处理，得到集成处理结果；

27、解算模块，用于采用质心算法对集成处理结果的光斑中心位置进行解算。

28、本发明的有益效果是：本发明的基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法包括三个从端光端机分别向主光端机发射三路信标光束；所述三路信标光束穿过汇聚透镜汇聚至5*5面阵的apd探测器光敏面，供其产生25路apd像元光电流信号，其中，apd探测器光敏面中每个apd像元根据自身所接收到的信标光束的光功率，产生对应的apd像元光电流信号；apd探测器光敏面将产生的25路apd像元光电流信号输入到信号调理电路，供其输出每路apd像元光电流信号对应的数字信号；信号调理电路将所有数字信号均输入到预处理单元，得到汇总信号；预处理单元将汇总信号输入到码跟踪环，得到输出信号；对码跟踪环输出的输出信号和信号调理电路输出的数字信号进行集成化处理，得到集成处理结果；采用质心算法对集成处理结果的光斑中心位置进行解算，降低了码跟踪环的数量、电路系统的复杂程度以及规模。

技术特征：

1.一种基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，其特征在于，s1中，所述三个从端光端机向主光端机分别发射三路信标光束，包括：

3.根据权利要求1所述的基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，其特征在于，所述信号调理电路包括跨阻放大器和模数转换器。

4.根据权利要求3所述的基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，其特征在于，所述跨阻放大器将光电流信号放大并转换为电压信号，再通过模数转换器将电压信号转换为数字信号。

5.根据权利要求1所述的基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，其特征在于，所述预处理单元包括：

6.根据权利要求1所述的基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，其特征在于，s5中，所述预处理单元将汇总信号输入到码跟踪环，得到输出信号，包括：

7.根据权利要求6所述的基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，其特征在于，s6中，所述对码跟踪环输出的输出信号和信号调理电路输出的数字信号进行集成化处理，得到集成处理结果，包括：

8.基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别系统，其特征在于，应用于权利要求1中所述基于码分多址的面阵apd多光斑重叠态同时识别方法，所述系统包括：

技术总结
本发明涉及空间激光通信领域，具体涉及基于码分多址的面阵APD多光斑重叠态同时识别方法和系统，所述方法包括，三个从端光端机分别向主光端机发射三路信标光束；所述三路信标光束穿过汇聚透镜汇聚至5*5面阵的APD探测器光敏面，供其产生25路APD像元光电流信号；25路APD像元光电流信号输入到信号调理电路，输出每路APD像元光电流信号对应的数字信号；将数字信号均输入到预处理单元，得到汇总信号；预处理单元将汇总信号输入到码跟踪环，得到输出信号；对码跟踪环输出的输出信号和信号调理电路输出的数字信号进行集成化处理，得到集成处理结果；采用质心算法对集成处理结果的光斑中心位置进行解算。降低了码跟踪环的数量、电路系统的复杂程度以及规模。

技术研发人员：于笑楠,张梓祺,佟首峰,林鹏,陈帅,叶景梅
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15