为了满足小卫星平台中尺寸、质量、功耗等约束并探索中短距离星间链路下射频(RF)通信和激光通信的替代解决方案,研究了多卫星网络中采用可见光通信(VLC)的中短距离星间通信的可行性。利用卫星工具软件(STK)构建了双星伴飞构型,定量分析了太阳及恒星引入的背景光噪声,从而构建了中短距离星间VLC链路模型。为了提高链路容量和可靠性,进一步构建了基于星间链路的单输入多输出VLC(SIMO-VLC)系统,通过数值仿真评估了不同分集合并算法对于链路性能的影响。仿真结果表明:大部分时段中太阳辐射引入的杂散光功率在10 μW以下,相比于地面场景引入的背景光功率降低了75%。当在20 km内实现传输速率为112.5 Mbit/s、误码率为1×10 -6的数据传输,系统所需的发射光功率至少为4.55 W。相比单输入单输出(SISO)系统,采用基于单输入多输出(SIMO)的分集检测方案可以获得更好的性能,且所需发射功率和通信距离能够随着接收支路的增加得以有效改善,可为基于VLC的星间链路设计及扩展室外应用场景提供参考。

提出一种彩色目标高维检测和空间分集检测技术,它利用RGB颜色的均值趋同性校正色偏,减少光照强度和光源颜色对目标检测的影响;采用检测门限自适应变化的彩色目标高维检测算法检测出疑似目标,进一步避免了传统方法受环境光照影响大的缺点;使用基于区域关联性的彩色信号自适应空间分集检测技术,提高目标检测效果.试验证明,检测并降噪以后,97.5%以上的图像的提取结果可以达到30db以上的信噪比.

对干涉型光纤传感器的分集检测消偏振衰落技术进行了理论分析,提出了将各路信号平方后相加的信号处理方式,使之能实现单元及阵列的实时消偏振衰落信号检测.通过理论计算,可以使干涉信号幅度波动小于4.7dB,并得出三路检偏是分集检测的最简取值的结论,通过信号处理电路,能够在信噪比略有降低的情况下消除偏振衰落的影响,实现干涉型光纤传感器的消偏振衰落,并设计了用于阵列的分集检测的实现方式.

对干涉型光纤传感器的分集检测消偏振衰落技术进行了新的理论分析,提出了将各路信号平方后相加的信号处理方式,使之能实现单元及阵列的实时消偏振衰落信号检测。计算了这一信号处理方式可能引起的幅度最大波动,并得出三路检偏是分集检测的一个合适取值的结论。根据理论分析,在马赫-陈德尔干涉仪上进行实验研究取得了较好结果,并设计了用于阵列的分集检测实现方式。