航空光通信系统的基本构成

航空平台具有动态运动特性，其终端平台的位置不稳定，同时由于大气信道影响航空平台易发生高频振动和低频扰动，因此航空光通信技术中必须实现光束的准确捕获接收。典型的航空光通信终端如图2.1所示，主要包括捕获、跟踪、瞄准（ATP）单元，通信链路单元和光学单元。

图2.1　航空光通信终端(www.xing528.com)

捕获、跟踪和瞄准（ATP）单元是航空平台间建立光通信链路的前提保障。主要实现相对运动的航空平台间激光光束的快速捕获和精确跟踪，ATP单元为符合轴控制结构，可分为粗跟踪、精跟踪和控制系统。鉴于航空平台的运动特性，首先需要根据通信平台位置及姿态参数信息，实现通信终端的初始指向；然后通过具有大束散角和视场角的信标光和粗跟踪系统完成快速捕获；最后通过精跟踪系统实现精确跟踪以满足通信需要。

通信链路单元包括发射端和接收端，主要实现航空光通信中高速率、大容量激光信号的发射、接收和处理。其中，发射端包括激光器、调制器、放大器等；接收端由光电探测器和信号处理单元组成；幅度调制／直接检测（IM／DD）是航空光通信的主要探测方式，同时相干探测方式具有灵敏度高等特点，近年来逐渐受到关注。

光学单元主要包括光学望远镜、光中继单元及光发射／接收天线，光学单元是航空光通信系统的基础，通过光学单元可获得高质量激光信号，实现精确高效的光束捕获、跟踪、瞄准和信号收发，抑制空间辐射环境及大气信道影响，满足系统轻小型化需求，进一步获得光通信链路长距离、高速率光通信传输链路。