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芯明天科技

信息时代的发展需要建立传输速率快、信息量大、覆盖空间广的通信网络系统。采用波长极短的光波进行空间卫星的通信，是实现高码率通信的最佳方案，甚至被认为是唯一手段，尤其是在空间卫星日益拥挤的今天，这一点已经取得了通信领域许多专家学者的共识。

什么是光通信

光通信也称为“激光通信”，是一种新兴的通过激光束传送数据的技术。

光通信的难点

光束传播过程中发散角很小，所以光束的对准是十分困难，尤其是像卫星、飞机和舰船等运动载体间的光通信，因此完成收发光束的捕获、跟踪、瞄准（Acquisition, Tracking and Pointing, ATP）就成为自由空间激光通信最关键的技术。

空间光通信

空间光通信又可称为无线光通信，是近年来通信领域的研究热点。空间光通信按传输介质的不同，又可分为大气激光通信和星际激光通信。大气激光通信主要用于不便于铺设光纤的地区，例如海岛之间的通信，或者作为应急通信手段使用。在外层空间，由于不存在大气对光信号传播的不利影响以及光通信的固有优势，因而在卫星之间建立光链路，用光通信取代微波通信的星际激光通信已不再是一个设想。

我国已有两颗卫星成功搭载了激光通信系统，中国首颗搭载激光通信系统的是“海洋二号”卫星（获得国家技术发明一等奖等奖项），由哈工大研制，在2011年8月16日成功发射太空，并在轨交付使用。

“海洋二号”

第二颗搭载激光通信系统的是“墨子号”卫星（世界首颗量子科学实验卫星），由上海技物所研制，于2016年8月16日成功发射太空。

“墨子号”

芯明天为卫星光通信提供独特的压电偏转镜及低功耗、小体积板卡控制系统，空间光通信是卫星通信发展的重要方向 , 亦是实现未来超大容量通信的主要途径 , 它不仅在民用通信业务领域占有十分重要地位 , 而且在空间探索科学研究 , 特别在国防和导弹防御领域具有十分重要的战略地位。而芯明天作为中国一个高新技术企业，近20年一直为卫星光通信行业奉献着自己的力量。

空间光通信的关键技术

空间光通信的关键技术包括：1）高功率光源及高码率调制技术，2）高灵敏度抗干扰的光信号接收技术，3）精密、可靠、高增益的收、发天线，4)快速、精确的捕获、跟踪和瞄准技术。

空间光通信技术是一项复杂的综合技术，包括远距离（数千至数万公里）卫星间光信号的发射与接收技术，高增益光学天线技术和远距离卫星空间站或其它飞行器目标的捕获、跟踪与瞄准（ATP）技术。星际光链路（ISL，Inter-Satellite Link)距离很长，光在传播过程中会产生很大的能量损失，接收的光信号很弱，而背景光，如太阳、月亮及其它星球等产生的辐射干扰，也大大增加了接收难度，在这样的环境下，如何捕捉跟踪空间目标，是一个光机电结合的精密综合技术，也是空间光通信的核心技术之一，下图展示了这种复杂系统的各功能单元的框图。

空间光通信的关键技术之快速、精确的捕获、跟踪和瞄准技术（ATP、Acquisition、Tracking and Pointing）

捕获、跟踪和瞄准技术（ATP）是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术，是发展空间光通信的主攻方向，世界各国都在大力攻关。

捕获、跟踪和瞄准 (ATP) 技术是接通和保持星间 ISL 的保障技术, 其工作系统的跟踪分成粗跟踪和精跟踪两个阶段进行，粗跟踪完成大视场的目标跟踪，将目标稳定在精跟踪启动需要的角度范围内，而精跟踪则进一步将目标的光斑稳定在更小的范围，它是为光信号的稳定传输做准备。所以粗跟踪的精度由精跟踪的视场角决定，而精跟踪的精度则取决于信号的质量，更重要的是快速倾斜镜的精度及稳定性。

ATP系统:

(1)粗跟踪：是在较大视场范围内捕获目标,捕获范围可达±1°～±20°或更大。通常采用阵列CCD来实现,并与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构完成粗跟踪即目标的捕获。

(2)精跟踪：该系统的功能是在完成了目标捕获后, 通过快速偏转（倾斜）镜来实现对目标的瞄准及跟踪，并采用四象限红外探测器QD或Q-APD高灵敏度位置传感器进行实时检测。

压电偏转（倾斜）镜（FSM, Fast Steering Mirrors and Controllers）

芯明天研发设计生产的P33.T8压电偏转（倾斜）镜，它具有方边或圆边的固定结构，内部具有4支压电陶瓷促动器，以90度角平分放置，每轴由两支压电陶瓷促动器控制，以推拉模式形成偏摆运动，并采用桥式连接电路控制。

通过差分结构的设计可以在大范围的温度变化下保持良好的角度稳定性，这样可以保证温度的变化仅能影响到平台的垂直方向定位，而对角度定位则没有影响，在闭环下，可以保证系统的线性度及分辨率，它的分辨率可达0.2µrad，它的行程可达13.5mrad。

而芯明天板卡式驱动器体积小巧，具有三通道驱动，模拟或数字控制，带有闭环反馈，为宇航级，且可根据客户要求进行个性化定制。

芯明天压电偏转镜及其驱动控制器已在航天等领域得到广泛应用。

芯明天压电元件产品也已广泛应用于光通信领域。

芯明天压电陶瓷管及2D二维压电陶瓷，可用于光纤光束偏转、对准等

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