【導讀】隨著科技的發展，現代武器系統隨之不斷更新，要想提高現代武器系統在惡劣電磁環境下的通信能力，就要減少無線電頻率資源的占用，因此需要設計性能更高的無線激光通信系統，尤其是光發射模塊部分。本文主要講述的是無線激光通信系統的發射模塊部分的研究和設計。
在信標光發射模塊的設計中采用驅動電路與溫度控制電路分離的設計方案；在信號光發射模塊中采用摻銀鉺光纖放大器（EDFA） 作為功率放大器的設計方案，并采用DS90LV001芯片完成PECL信號與LVDS信號轉換。試驗結果表明，信標先的最高輸出功率為1.53W，最高頻率大于10kHz；信號光的輸出功率大于19.8dBm，誤碼率低于10-7，消光比為10.2dBm，完全滿足設計需求。
無線激光通信是一種新崛起通信方式。它利用了激光的天然保密性、不占用有限的無線電頻率資源等優點，在軍事通信上極大地提高了武器系統在惡劣電磁環境中的通信和信息交換能力。因此，無線激光通信在現代軍事通信應用上起著舉足輕重的作用。
激光器驅動電路設計
激光器驅動電路如圖1所示，電路設計中，主要采用運算放大器和自動增益控制電路。在該圖中電路主要分成兩個部分，圖中的上半部分電路主要為脈沖驅動，下半部分電路主要為自動增益控制電壓電路。
圖1:激光器驅動電路
在下半部分電路中，將恒電流反饋或恒功率反饋控制信號通過運放放大，其中運放仍采用U10中的內部放大器，將該運放作為電壓跟隨器，輸出信號進入運放U11A的正向輸入端實現放大。U11B 為運放減法電路，將上級放大輸出信號與參考電壓進行比較輸出，VD10為穩壓二極管提供穩定電壓，調整滑動變阻器R77和R70構成的分壓電路來實現比較器負輸入端參考電壓的設定。在該部分電路設計中，自動增益控制電路中的放大器選取帶寬較窄、轉換速度不能過快的放大器為宜。由于調制頻率為kHz數量級，因此帶寬過大會有很大的噪聲干擾，為了使自動增益控制電壓維持恒定，必須使該電壓變換緩慢，所以選取轉變速度較為緩慢的運算放大器。R61為恒電流模式中的采樣電阻，即它將LD的電流轉換為電壓信號，通過反饋回路作為恒流控制信號，將該小信號放大供給后續反饋回路。由于LD的輸出功率與驅動電流有關，所以驅動電流的穩定性是決定LD的輸出光功率穩定與否的一個關鍵因素。本設計采用了自動增益電路對參考電壓Refl進行控制，即穩定了電流又起到了限定電流作用，而且結構簡單實用。
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熱敏電阻前置放大電路設計
設計熱敏電阻前置放大電路如圖2所示。U14為將+5V轉變為+2.5V的高精準參考電壓源，該參考源有極低的噪聲、低的溫度系數，減少了該放大電路輸出端由于電源引起的噪聲干擾。R2、R3、R4和激光器內部負溫度系數熱敏電阻組成橋式放大電路的4個橋壁，當熱敏電阻隨溫度變化阻值發生變化時，橋壁輸出一個跟隨溫度變化的電壓差，放大器輸出的電壓反映的正是放大了的熱敏電阻阻值隨溫度變化情況。
圖2:設計熱敏電阻前置放大電路
溫度控制采用專用的TEC集成控制電路芯片，減少了傳統所采用的積分微分電路，使得設計簡單，電路調試方便，可以直接硬件實現。其關鍵控制電路設計如圖3所示。
圖3:關鍵控制電路設計
結語
本文主要圍繞軍用無線激光通信發射模塊部分進行深入研究，針對激光發射極的兩類光發射模塊，即信號光發射模塊和信標光發射模塊。本次設計較傳統設計相比，最突出的特點及時輸出功率大，適合遠距離傳輸，結構簡單小巧。本文中的設計在軍用無線光通信領域將有廣泛的發展前景。
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