【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太赫兹通信，具体涉及一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统及方法。
技术介绍
1、太赫兹通信系统兼具微波通信与光通信的优点，可以解决当前无线通信系统的频谱稀缺和容量限制问题，是6g潜在关键技术之一。太赫兹波段的电磁波在大气中的传播会受到较大的衰减，特别是水蒸气和氧气分子对太赫兹波的吸收且为了太赫兹通信系统支持超高速率的数据传输，这要求系统具备足够的发射功率和良好的天线指向性来维持高速率通信的稳定性，所以太赫兹通信系统会装配具有高定向性的天线。为了使得太赫兹通信系统在高定向性的情况下具备高机动性，如何让太赫兹通信系统收发系统在移动过程中仍保持稳定通信，成为急需解决的难题。
2、现有技术技术如专利cn117713951a公开的一种具备自动对准功能的光电太赫兹通信系统及通信方法公开了扫描对准天线的过程，无法做到实时移动通信即无法实时跟瞄和动态调整；专利cn102830714b公开的一种空地激光通信中的超前瞄准方法公开了依据激光图像位置进行跟踪，但其仅依靠激光信标，无法对参考位置进行动态调整。可见，现有技术虽然公开了一些保证通信的对准方式，但均无法实现在太赫兹通信领域的实时跟踪调整保证太赫兹通信系统在移动过程中仍保持稳定通信。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统及方法，解决现有技术无法实现在太赫兹通信领域的实时跟踪调整保证太赫兹通信系统在移动过程中仍保持稳定通信的技术问题。
2、一种双
3、所述发射天线和接收天线分别用于太赫兹信号的发射及接收；
4、所述信号处理模块用于对接收到太赫兹信号进行处理并输入到第二控制模块；
5、所述第一通信模块和第二通信模块用于发射端和接收端之间信息的交互；
6、所述第一信息采集模块、第二信息采集模块分别用于采集发射端所处经纬度及惯导信息、接收端所处经纬度信息及惯导信息；
7、所述第一图像采集处理模块、第二图像采集处理模块分别用于采集接收端图像并识别第二光束发射端发射的光束的质心、发射端图像并识别第一光束发射端发射的光束的质心；
8、所述第一控制模块用于接收处理第一通信模块、第一信息采集模块、第一图像采集处理模块输入的信息并对第一云台下发控制指令；
9、所述第二控制模块用于接收处理信号处理模块、第二通信模块、第二信息采集模块、第二图像采集处理模块输入的信息并对第二云台下发控制指令。
10、优选的，所述第一图像采集处理模块和所述第二图像采集处理模块均包括图像采集单元以及图像处理单元，所述图像处理单元用于采用二值化及霍夫圆检测算法对图像进行处理。
11、优选的，所述信号处理模块包括相连接的射频对数检波单元及模数转换单元。
12、优选的，所述第一通信模块和所述第二通信模块均为lora模块。
13、优选的，所述第一信息采集模块和第二信息采集模块均包括gps单元及imu单元。
14、优选的，所述第一云台和所述第二云台均为伺服转台。
15、一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄方法，利用一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，具体跟瞄步骤如下：
16、步骤s1：利用第一信息采集模块获取发射端的经纬度信息及惯导信息并输入到第一控制模块，利用第二信息采集模块获取接收端的经纬度信息及惯导信息并输入到第二控制模块；
17、步骤s2：利用第一通信模块和第二通信模块交互，将发射端经纬度信息发送到接收端，将接收端经纬度信息发送到发射端，第一控制模块结合双方经纬度信息及发射端惯导信息控制第一云台动作，第二控制模块结合双方经纬度信息及接收端惯导信息控制第二云台动作，完成快速对准；
18、步骤s3：接收端通过第二控制模块控制第二云台动作，同时获取信号处理模块输入的太赫兹信号功率数值并控制第二云台转动到功率数值最大的位置；而后发射端通过第一控制模块控制第一云台动作，同时通过第一通信模块获取接收端记录的太赫兹信号功率数值并控制第一云台转动到功率数值最大的位置，将此时接收端记录的太赫兹信号功率数值作为最大功率，完成初步对准；
19、步骤s4：经过步骤s3调整后，发射端通过第一图像采集处理模块获取接收端图像并处理获得第二光束发射端发出的光束质心坐标作为第一跟瞄参考坐标，接收端通过第二图像采集处理模块获取发射端图像并处理获得第一光束发射端发出的光束质心坐标作为第二跟瞄参考坐标；
20、步骤s5：发射端和接收端实时跟踪过程中，第一图像采集处理模块实时获取接收端图像并处理获得第二光束发射端发出的光束质心坐标将其与第一跟瞄参考坐标对比获取第一偏移量，第二图像采集处理模块实时获取发射端图像并处理获得第一光束发射端发出的光束质心坐标将其与第二跟瞄参考坐标对比获取第二偏移量；
21、步骤s6：在步骤s5的基础上，第二控制模块获取信号处理模块输入的太赫兹信号功率数值，将其与最大功率比较获取功率下降情况，将功率下降情况分别与发射端惯导信息、接收端惯导信息结合确定第一转动角度、第二转动角度；
22、步骤s7：第一控制模块根据第一偏移量和第一转动角度控制第一云台转动，同时第二控制模块根据第二偏移量和第二转动角度控制第二云台转动，直至接收端获取的太赫兹信号功率数值与最大功率值相等。
23、优选的，所述步骤s3包括：
24、第二控制模块控制第二云台移动进行横向扫描，记录下每个位置太赫兹信号的功率数值，扫描完毕后，第二云台移动到功率数值最大的位置，同理第二控制模块控制第二云台移动进行纵向扫描而后第二云台移动到功率数值最大的位置；第一控制模块控制第一云台移动进行横向扫描，第二控制模块将获取的功率数值发送到第一控制模块中，第一控制模块记录下每个位置太赫兹信号的功率数值，并控制第一云台移动到功率数值最大的位置，同理第一控制模块控制第一云台移动进行纵向扫描而后第一云台移动到功率数值最大的位置，此时第二控制模块获取的功率数值作为最大功率值。
25、优选的，所述步骤s4包括：
26、经过所述步骤s3后，接收端和发射端已经完成初步对准，此时发射端利用第一图像采集处理模块获取一帧接收端图像，而后对图像进行二值化，根据设定的阈值将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，凸显出激光光斑的轮廓，其次对二值化后的图像采用霍夫圆检测算法，获取第二光束发射端发出的光束光斑的质心和轮廓，最后将识别到的质心作为第一跟瞄参考坐标；同理，接收端获取第二跟瞄参考坐标。
27、优选的，所述步骤s6包括：发射端根据设计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，包括发射端和接收端，所述发射端包括发射天线、第一控制模块、第一通信模块、第一信息采集模块、第一图像采集处理模块、第一光束发射端及第一云台；所述接收端包括接收天线、信号处理模块、第二控制模块、第二通信模块、第二信息采集模块、第二图像采集处理模块、第二光束发射端及第二云台；
2.根据权利要求1所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，所述第一图像采集处理模块和所述第二图像采集处理模块均包括图像采集单元以及图像处理单元，所述图像处理单元用于采用二值化及霍夫圆检测算法对图像进行处理。
3.根据权利要求1所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，所述信号处理模块包括相连接的射频对数检波单元及模数转换单元。
4.根据权利要求1所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，所述第一通信模块和所述第二通信模块均为Lora模块。
5.根据权利要求1所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，所述第一信息采集模块和第二信息采集模块均包括GPS单元及I
6.根据权利要求1所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，所述第一云台和所述第二云台均为伺服转台。
7.一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄方法，其特征在于，利用权利要求1至6中任意一项所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，具体跟瞄步骤如下：
8.根据权利要求7所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
9.根据权利要求7所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄方法，其特征在于，所述步骤S6包括：发射端以最大功率位置为中心映射天线方向图，第一控制模块根据双方惯导信息判断实时功率下降梯度方向，同时根据功率下降大小判断移动距离，而后综合确定第一转动角度；同理接收端确定第二转动角度。
...【技术特征摘要】
1.一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，包括发射端和接收端，所述发射端包括发射天线、第一控制模块、第一通信模块、第一信息采集模块、第一图像采集处理模块、第一光束发射端及第一云台；所述接收端包括接收天线、信号处理模块、第二控制模块、第二通信模块、第二信息采集模块、第二图像采集处理模块、第二光束发射端及第二云台；
2.根据权利要求1所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，所述第一图像采集处理模块和所述第二图像采集处理模块均包括图像采集单元以及图像处理单元，所述图像处理单元用于采用二值化及霍夫圆检测算法对图像进行处理。
3.根据权利要求1所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，所述信号处理模块包括相连接的射频对数检波单元及模数转换单元。
4.根据权利要求1所述的一种双信标光电融合太赫兹通信跟瞄系统，其特征在于，所述第一通信模块和所述第二通信模块均为lora模块。
5.根据权利要求1所述的一种双信标光电融...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐梓鸣，曾泓鑫，张雅鑫，杨梓强，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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