【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光电信息，更具体地，涉及一种用于空间光通信链路的时频同步系统。
技术介绍
1、时间频率的一体化传输与同步是由长距离或超长距离测量与控制的需求而发展起来的一种新兴技术科学。高精度、高稳定度的时间、频率信号的同步传递对于空间非同源分布式协同定位系统、卫星导航定位系统、空间探测等领域有着极其重大意义。
2、近年来，研究人员不断开展基于光纤链路的时频相传输研究，利用光纤的时频相同步传输达到了前所未有的精度。但是基于光纤时频相传输方式的信号被限制在光纤网络中，对于某些光纤无法铺设的特殊场合，运动平台间的同步与传输（例如汽车互联、立体化相参探测、无人机群这类应用场景）都不适宜，需要采用自由空间时频传输的方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供了一种用于空间光通信链路的时频同步系统，用以解决现有技术中的光纤时频同步技术因受限于光纤网络而不适用于自由空间传输的技术问题。
2、本公开的一个方面提供了一种用于空间光通信链路的时频同步系统，包括：第一终端设备，部署于a站，被配置为能够通过伪码调制生成时钟信号；第二终端设备，部署于b站，被配置为能够根据时钟信号，利用伪码再生技术恢复与a站同步的时钟信号；其中，第一终端设备通过a站生成时钟信号并发送至b站，第二终端设备通过b站接收时钟信号，并解析出码相位信息，以及根据码相位信息在本地恢复与a站同步的时钟信号，并将恢复后的时钟信号重新发送回a站，第一终端设备通过对比伪码相位信息来调整自身时钟信号，完成a站与b站之间双向的
3、根据本公开的实施例，第一终端设备和第二终端设备分别包括：现场可编程门阵列芯片及闪存装置，被配置为能够基于开关键控对时钟信号进行伪码调制和解调处理，并存储处理结果。
4、根据本公开的实施例，第一终端设备和第二终端设备分别还包括：光模块无线光前端装置，用于构建从a站到b站之间互联的无线激光链路，包括：光电信号转换接口，用于将电信号转换为光信号进行发射，或将接收到的光信号转换为电信号进行处理；掺铒光纤放大器，用于对转换处理后的光信号进行放大处理；透镜摆镜组，用于动态调整发射或接收的光束方向，确保光信号在空气中能够按照指定路径进行传输。
5、根据本公开的实施例，光模块无线光前端装置设有交叉点开关，其中，交叉点开关被配置为能够被现场可编程门阵列芯片控制切换模式，模式包括闭环自检模式和射频收发模式。
6、根据本公开的实施例，第一终端设备和第二终端设备分别还包括：光纤通信及网线连接装置，用于建立a站与b站之间的有线光链路，来处理用户数据以及时频同步信息的传输；其中，光纤通信及网线连接装置被配置为采用特殊引脚芯片封装的四路并行光收发一体模块，有线光链路采用gtx传输协议。
7、根据本公开的实施例，第一终端设备和第二终端设备分别还包括：高速模数转换器，用于对接收到的光信号进行数字化处理，并将处理结果发送至现场可编程门阵列芯片及闪存装置；其中，高速模数转换器采用8bit ad083000的高速模数转换器，对光信号进行非整数倍采样，开关键控的传输速率为1gbps，gtx传输协议的传输速率为2.5gbps，高速模数转换器的采样率为2.5gbps。
8、根据本公开的实施例，第一终端设备还包括：时钟管理器及时钟源输入输出装置，用于利用时钟管理器和现场可编程门阵列芯片通过分析回传数据来调整测距值和相位频率控制字。
9、根据本公开的实施例，第二终端设备还包括：频率合成器及时钟恢复装置，用于利用时钟管理器中的相位频率控制字来恢复时钟信号。
10、根据本公开的实施例，第二终端设备还包括：低通滤波电路和带通滤波电路，分别用于对进入频率合成器及时钟恢复装置之前的数据进行滤波处理。
11、根据本公开的实施例，第一终端设备和第二终端设备分别还包括：秒脉冲装置，被配置为能够基于rs-422 通信协议进行串行通信，并提供精确的时间同步信号。
12、本公开实施例提供的用于空间光通信链路的时频同步系统，至少具有以下有益效果：
13、（1）本公开实施例提供的用于空间光通信链路的时频同步系统，包括两个终端设备，分别部署在a站和b站，其中，a站负责主动发送信号，b站负责接收并被动转发信号，b站接收到a站的信号后利用高精度伪码相位信息恢复与a站同步的时钟并发送回a站，实现双向的时频传递。由于该系统采用了伪码再生测距技术与时钟恢复算法，在b站进行脉冲产生与时钟恢复，在a站完成测距，因此能够实现自由空间中两个站点之间的高精度时频同步。
14、（2）本公开实施例提供的用于空间光通信链路的时频同步系统，基于fpga（现场可编程门阵列）和高速adc（模数转换器），设计用于解决传统光纤网络无法覆盖的自由空间通信问题，通过伪码再生测距技术实现时频同步，并结合ook（开关键控）调制和解调时钟与数据信号，能够支持超过1gbps的数据传输速率，满足大数据量高速传输的需求。
15、（3）本公开实施例提供的用于空间光通信链路的时频同步系统，通过无线光前端的摆镜和吊舱设计，能够在动态环境下保持链路的稳定性，具有较强的抗干扰能力，适应运动平台。
16、（4）本公开实施例提供的用于空间光通信链路的时频同步系统，通过在无线光前端部分设计交叉点开关，由fpga控制切换模式，既能够闭环自检得出初始值和校正，又可以在光路遮挡时切换至射频收发模式，因此能够广泛适用于海洋通信、空间探测和智能互联等领域。
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1.一种用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第一终端设备和所述第二终端设备分别包括：
3.根据权利要求2所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第一终端设备和所述第二终端设备分别还包括：
4.根据权利要求3所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述光模块无线光前端装置设有交叉点开关，其中，所述交叉点开关被配置为能够被现场可编程门阵列芯片控制切换模式，所述模式包括闭环自检模式和射频收发模式。
5.根据权利要求2所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第一终端设备和所述第二终端设备分别还包括：
6.根据权利要求5所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第一终端设备和所述第二终端设备分别还包括：
7.根据权利要求2所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第一终端设备还包括：
8.根据权利要求7所述的用于空间光通信链路的时频同步系
9.根据权利要求8所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第二终端设备还包括：
10.根据权利要求1～9任一项所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第一终端设备和所述第二终端设备分别还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第一终端设备和所述第二终端设备分别包括：
3.根据权利要求2所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述第一终端设备和所述第二终端设备分别还包括：
4.根据权利要求3所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，所述光模块无线光前端装置设有交叉点开关，其中，所述交叉点开关被配置为能够被现场可编程门阵列芯片控制切换模式，所述模式包括闭环自检模式和射频收发模式。
5.根据权利要求2所述的用于空间光通信链路的时频同步系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰瑞，刘建国，张卫杰，危佳，赵英凯，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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