一種極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，包括：極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器、極紫外準(zhǔn)直器、極紫外聚焦器以及極紫外探測解調(diào)器；其中，所述極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器位于所述極紫外準(zhǔn)直器的焦點(diǎn)上，其對需傳輸?shù)臄?shù)字信號加以調(diào)制，以極紫外脈沖信號的形式輸出；調(diào)制后的極紫外脈沖信號經(jīng)所述極紫外準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后向空間定向發(fā)射；所述極紫外聚焦器接收極紫外脈沖信號并對其做聚焦操作，位于所述極紫外聚焦器焦點(diǎn)上的極紫外探測解調(diào)器解調(diào)極紫外脈沖信號，得到所要傳輸?shù)臄?shù)字信號。
【專利說明】一種極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種用于衛(wèi)星間通信的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無線通信的研究應(yīng)用已涵蓋無線電波、微波到紅外、可見光、紫外等電磁波范圍，在X射線天文學(xué)觀測需求的帶動下，美國和中國正在開展X射線通信的概念研究，但極紫外射線通信國際上還沒有相關(guān)報(bào)道。
[0003]極紫外射線作為波長較短的電磁波，同樣可以在空間或者真空狀態(tài)下傳輸，而且無衰減，所以理論上利用極紫外射線作為信息載體同樣可以實(shí)現(xiàn)無線通信。與微波、激光等其它電磁波的通信相比，極紫外射線具有方向性好、傳輸距離遠(yuǎn)、保密性強(qiáng)、不受空間環(huán)境電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。相比X射線通信而言，極紫外射線波長較長(10-200nm)，能量較低，更易實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)直和大面積接收，更有利于空間遠(yuǎn)距離傳輸，也降低了系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中缺乏基于極紫外射線的通信系統(tǒng)的缺陷，從而提供一種基于極紫外射線的空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，包括:極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器1、極紫外準(zhǔn)直器2、極紫外聚焦器3以及極紫外探測解調(diào)器4 ;其中，
[0006]所述極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器I位于所述極紫外準(zhǔn)直器2的焦點(diǎn)上，其對需傳輸?shù)臄?shù)字信號加以調(diào)制，以極紫外脈沖信號的形式輸出；調(diào)制后的極紫外脈沖信號經(jīng)所述極紫外準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直后向空間定向發(fā)射；所述極紫外聚焦器3接收極紫外脈沖信號并對其做聚焦操作，位于所述極紫外聚焦器3焦點(diǎn)上的極紫外探測解調(diào)器4解調(diào)極紫外脈沖信號，得到所要傳輸?shù)臄?shù)字信號；
[0007]所述極紫外射線的波長范圍在10nm-200nm之間。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器I采用激光光源、PENNING光源、空心陰極管中的任意一種實(shí)現(xiàn)。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述極紫外準(zhǔn)直器2采用離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；其中，所述離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)的鏡面鍍有用于反射極紫外射線的干涉多層膜。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述極紫外聚焦器3采用離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；其中，所述離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)的鏡面鍍有用于反射極紫外射線的干涉多層膜。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述極紫外探測解調(diào)器4采用對極紫外射線敏感并且能夠?qū)崿F(xiàn)單光子探測的探測器實(shí)現(xiàn)。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述極紫外探測解調(diào)器4采用微通道板探測器或硅漂移探測器或雪崩光電探測器或閃爍探測器或溝道電子倍增器中的任意一種實(shí)現(xiàn)。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]1、本發(fā)明提出的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)的通信波段采用極紫外波段，在真空狀態(tài)下傳輸無衰減，而且瑞利長度短，方向性好，有利于遠(yuǎn)距離傳輸。
[0015]2、本發(fā)明提出的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)的通信波段采用極紫外波段，光子能量較高，不受電磁干擾的影響。
[0016]3、本發(fā)明提出的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)在準(zhǔn)直時(shí)采用離軸拋物面鏡或者卡塞格林的望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)，容易實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)直，可以在低功發(fā)射功率的情況下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，也降低了通信系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度。
[0017]4、本發(fā)明提出的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)在聚焦時(shí)采用離軸拋物面鏡或者卡塞格林的望遠(yuǎn)鏡，有利于通信終端極紫外光子的大面積接收，增強(qiáng)信號強(qiáng)度，減少通信誤碼率。
[0018]5、本發(fā)明提出的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)在解調(diào)時(shí)可以選用MCP探測器、SDD探測器、APD探測器、溝道電子倍增器、閃爍探測器等，這些探測器可以探測極紫外射線單光子，有利于增強(qiáng)通信系統(tǒng)的靈敏度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā) 明的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖面說明
[0021]I極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器2極紫外準(zhǔn)直器
[0022]3極紫外聚焦器4極紫外探測解調(diào)器
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0024]本申請中所涉及的極紫外射線是指波長范圍在10nm-200nm的射線。
[0025]參考圖1，本發(fā)明的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)包括:極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器1、極紫外準(zhǔn)直器2、極紫外聚焦器3以及極紫外探測解調(diào)器4 ;其中，所述極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器I位于所述極紫外準(zhǔn)直器2的焦點(diǎn)上，其對需傳輸?shù)臄?shù)字信號加以調(diào)制，以極紫外脈沖信號的形式輸出，調(diào)制后的極紫外脈沖信號經(jīng)極紫外準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直后向空間定向發(fā)射；極紫外聚焦器3接收極紫外脈沖信號并對其做聚焦操作，位于極紫外聚焦器3焦點(diǎn)上的極紫外探測解調(diào)器4解調(diào)極紫外脈沖信號，得到所要傳輸?shù)臄?shù)字信號，從而實(shí)現(xiàn)基于極紫外射線的空間遠(yuǎn)距離通信。
[0026]下面對該極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)中的各個(gè)部分做進(jìn)一步的說明。
[0027]極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器I可采用激光光源、PENNING光源、空心陰極管中的任意一種實(shí)現(xiàn)，也可采用其他類型的能夠產(chǎn)生極紫外脈沖的調(diào)制器。
[0028]所述極紫外準(zhǔn)直器2采用離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。其中，所述離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)的鏡面采用鍍干涉多層膜的方式來實(shí)現(xiàn)對極紫外射線的反射。
[0029]所述極紫外聚焦器3采用離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。其中，所述離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)的鏡面采用鍍干涉多層膜的方式來實(shí)現(xiàn)對極紫外射線的反射。
[0030]所述極紫外探測解調(diào)器4采用微通道板探測器(MCP)或硅漂移探測器(SDD)或雪崩光電探測器(APD)或閃爍探測器或溝道電子倍增器(CEM)中的任意一種實(shí)現(xiàn)。這些探測器具有對極紫外射線敏感并且能夠?qū)崿F(xiàn)單光子探測的功能。
[0031]本發(fā)明的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)的工作過程為:
[0032]當(dāng)需要通信的數(shù)字信號中為“I”時(shí)，極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器I輸出極紫外脈沖，如果需要通信的數(shù)字信號中為“O”時(shí)，極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器I減弱輸出的極紫外脈沖或者無極紫外輸出；極紫外脈沖射線經(jīng)極紫外準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直之后成為發(fā)散度為微弧度的極紫外平行光，該平行光向空間定向發(fā)射，通信終端的極紫外聚焦器3接收極紫外脈沖并聚焦到焦點(diǎn)上，位于焦點(diǎn)上的極紫外探測解調(diào)器4將極紫外射線的光信號轉(zhuǎn)換成脈沖電信號，解調(diào)帶有調(diào)制信息極紫外脈沖，從而實(shí)現(xiàn)基于極紫外射線的空間遠(yuǎn)距離通信。
[0033]最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，其特征在于，包括:極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器(I)、極紫外準(zhǔn)直器(2)、極紫外聚焦器(3)以及極紫外探測解調(diào)器(4);其中， 所述極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器(I)位于所述極紫外準(zhǔn)直器(2)的焦點(diǎn)上，其對需傳輸?shù)臄?shù)字信號加以調(diào)制，以極紫外脈沖信號的形式輸出；調(diào)制后的極紫外脈沖信號經(jīng)所述極紫外準(zhǔn)直器(2)準(zhǔn)直后向空間定向發(fā)射；所述極紫外聚焦器(3)接收極紫外脈沖信號并對其做聚焦操作，位于所述極紫外聚焦器(3)焦點(diǎn)上的極紫外探測解調(diào)器(4)解調(diào)極紫外脈沖信號，得到所要傳輸?shù)臄?shù)字信號； 所述極紫外射線的波長范圍在10nm-200nm之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，其特征在于，所述極紫外脈沖產(chǎn)生調(diào)制器(I)采用激光光源、PENNING光源、空心陰極管中的任意一種實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，其特征在于，所述極紫外準(zhǔn)直器(2)采用離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；其中，所述離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)的鏡面鍍有用于反射極紫外射線的干涉多層膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，其特征在于，所述極紫外聚焦器(3)采用離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；其中，所述離軸拋物面鏡或卡塞格林望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)的鏡面鍍有用于反射極紫外射線的干涉多層膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，其特征在于，所述極紫外探測解調(diào)器(4)采用對極紫外射線敏感并且能夠?qū)崿F(xiàn)單光子探測的探測器實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的極紫外射線空間遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，其特征在于，所述極紫外探測解調(diào)器(4)采用微通道板探測器或硅漂移探測器或雪崩光電探測器或閃爍探測器或溝道電子倍增器中的任意一種實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號】H04B10/11GK103856264SQ201410108217
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】李保權(quán), 牟歡 申請人:中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心