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 离轴式共口径激光通信光学系统设计

王蕴琦 刘伟奇 付瀚毅 高世杰 吴佳彬

[摘要]根据激光通信及共口径技术基本原理, 对共口径自由空间激光通信光学系统的参数进行了分析, 并设计得到了一套离轴式共口径激光通信光学系统。系统光学天线采用离轴两反结构, 有效通光口径为160 mm, 光束压缩比为10∶1,...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2018, 55(01):010602

 到达角起伏对上行星地激光通信系统性能的影响

王怡 王运敏 马晶

[摘要]在Kolmogorov湍流模型下, 建立了到达角起伏对星地激光通信误码性能影响的理论模型。基于该模型, 推导了星地激光通信系统误码率的闭合表达式。综合考虑光强闪烁、光束漂移和到达角起伏, 推导出三者共同作用下, 星地系...

 PDF全文红外与激光工程 | 2018, 47(01):0122001

 微弧度量级远场发散角光束发射系统的设计与实现

况耀武 何志平 袁立银 张亮 舒嵘

[摘要]建立了发射光束通过带有波像差的望远镜系统后的远场光斑分布数学模型,采用数值计算,结合Monte Carlo方法分析了波像差方均根(RMS)值对发射光束远场发散角的影响,据此确定望远镜波像差的容差,以实现特定发射光束的...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(06):0605004

 自适应光学技术在星地激光通信地面站上的应用

芮道满 刘 超 陈 莫 鲜 浩

[摘要]综述了自适应光学技术在星地激光通信地面站上应用的最新进展。针对星地链路中湍流效应导致的相干度退化和可用度降低的问题,自适应光学技术成为美国和欧洲等国正在研制的中继卫星至地光通信系统解决上述问题的主导手...

 PDF全文光电工程 | 2018, 45(03):170647

 大气激光通信系统发散角的设计与仿真

杨云龙 刘 博 张文明

[摘要]提出了一种利用光纤环形器实现收发同光路的大气激光通信系统, 有利于实现系统的光路简化及模块化。该系统采用无信标光, 利用信号光进行对准和通信; 根据通信距离不同采用调焦结构调节光束发散角。设计了一种利用外部...

 PDF全文半导体光电 | 2018, 39(02):294

 光学整流罩对机载激光通信光束远场发散角的影响

王超 江伦 佟首峰 李英超 刘壮

[摘要]分析了同心球面光学整流罩内、外表面的球心与机载激光通信发射天线的万向节点不重合时,非对称的光学整流罩对通信光束远场发散角的影响。结果表明,在最大通信光束远场发射角约为54°的条件下,外部口径为200 mm...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(04):040604

 大气激光通信中自适应调制编码技术的模式选择阈值

王磊 郝士琦 张岱 赵青松 孙韩

[摘要]研究了一种用于大气激光通信自适应调制编码技术中的模式选择阈值的选取算法。分析了大气弱湍流信道性能, 并对高斯信道中阈值选取算法进行修正, 提出了一种信噪比-湍流强度选择方法来确定阈值区域模式, 并给出了阈值选...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(02):020605

 基于液晶光学相控阵的空间激光通信PID跟踪方法

许剑华 汪相如 黄子强 吴亮 张天一 谭庆贵 吴双红 邱琪 谢文

[摘要]液晶光学相控阵具备非机械光束偏转能力, 将其应用到空间激光通信捕跟系统中, 能够实现快速、灵活、多用户的接入。提出了一种基于液晶光学相控阵的快速跟踪方法, 该方法采用电荷耦合器件(CCD)作为信标光探测器, 比例积...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(02):021202

 空间激光通信离轴两镜反射望远镜自由曲面光学天线设计

关 姝 王 超 佟首峰 姜会林 常 帅 范雪冰

[摘要]同轴两反结构作为空间激光通信光学天线时常存在接收视场小、发射效率低等缺点。同时, 因中心遮拦造成的能量损失, 也会大大降低通信系统的瞄准和捕获概率。针对此缺陷, 提出采用离轴两反天线结构并引入自由曲面设计以...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(同学12):1222003

 星载激光通信载荷高体分SiC/Al主镜及支撑结构设计

李 响 张立中 姜会林

[摘要]为了降低激光通信载荷在轨工作中空间环境对于光学系统的影响, 提高通信质量以及跟踪精度, 使用综合性能较好的高体分SiC/Al作为主镜材料, 并通过有限元分析确定了主镜结构的几个重要优化参数。提出了一种一体式主镜柔...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(同学12):1218003

 大气湍流对空间激光通信跟踪系统的影响

张雷 李勃 赵馨 佟首峰 姜会林

[摘要]基于大气信道内的空间激光通信演示验证实验,对系统光斑跟踪精度的影响因素进行了分析,研究了大气湍流对光斑跟踪精度的影响,建立了光斑质心检测模型,设计了一套信标光光斑粗精复合跟踪系统.搭建了室内测试实验系统...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(09):0901001

 基于轴锥镜对的高光能利用率激光通信天线性能分析

刘显著 王超 李英超 江伦 刘壮 姜会林 杨进华

[摘要]提出一种增加轴锥镜对的同轴反射式光学结构激光发射天线方案, 通过对入射光束的光强重新排布, 降低同轴反射式结构固有的中心遮拦造成的能量损失, 提高光能利用率.运用衍射光学原理分析并模拟了单色高斯光束经过轴锥镜...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(07):0706002

 自噪声抑制Gardner算法及位同步环路设计

王 磊 隋 强 杜昌澔 刘 昊

[摘要]位同步技术是空间激光通信和测控一体化的关键技术之一, 位同步的精确与否直接影响整个系统的性能。针对空间激光通信位同步技术中基于Gardner定时误差估计算法易受系统自噪声干扰, 提出了一种自噪声抑制Gardner算法, ...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(06):0622002

 光斑缺碎情形下光学天线光轴对准实验研究

柯熙政 李世艳

[摘要]针对同时存在方位偏移及俯仰误差的情况, 提出了一种适用于捕获、对准与跟踪系统的光斑检测方法.分析了破碎光斑与高斯完整光斑的位置误差; 解决了当光束存在漂移、入射光束与天线视轴不平行同时存在而四象限探测器无法...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(04):0406002

 蒙特卡洛仿真的水下激光通信信道特性

黄爱萍 张莹珞 陶林伟

[摘要]针对海洋激光通信信道复杂多变的问题, 利用理论分析和蒙特卡洛模拟方法详细研究了水下光通信链路的信道特性。采用波长为532 nm的蓝绿激光, 分析了典型海水中的信道脉冲响应, 研究了接收光强与海水类型、衰减长度、发...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(04):0422004

 长波红外无线激光通信脉冲宽度调制实验研究

谷康 徐智勇 汪井源 赵继勇 周耀

[摘要]为实现长波红外无线激光通信, 建立了基于脉宽调制的长波红外无线激光通信系统模型, 对系统性能进行了分析, 给出了系统误码率的计算公式.搭建了实验系统, 对CO2激光器的平均输出光功率随占空比的变化情况进行了分析, ...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(03):0306001

 空间激光通信离轴两镜反射望远镜自由曲面光学天线设计

关 姝 王 超 佟首峰 姜会林 常 帅 范雪冰

[摘要]同轴两反结构作为空间激光通信光学天线时常存在接收视场小、发射效率低等缺点。同时, 因中心遮拦造成的能量损失, 也会大大降低通信系统的瞄准和捕获概率。针对此缺陷, 提出采用离轴两反天线结构并引入自由曲面设计以...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(12):1222003

 星载激光通信载荷高体分SiC/Al主镜及支撑结构设计

李 响 张立中 姜会林

[摘要]为了降低激光通信载荷在轨工作中空间环境对于光学系统的影响, 提高通信质量以及跟踪精度, 使用综合性能较好的高体分SiC/Al作为主镜材料, 并通过有限元分析确定了主镜结构的几个重要优化参数。提出了一种一体式主镜柔...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(12):1218003

 液晶光学相控技术在卫星通信多接入中的应用

张天一 汪相如 黄子强 吴亮 许剑华 谭庆贵

[摘要]在空间激光通信、组网过程中, 为了能够实现一颗卫星终端对多颗卫星终端的物理光束接入, 从而使得一颗卫星能与多颗卫星实现数据分发、路由、交换等组网功能, 对卫星激光通信捕跟过程中存在的多终端物理接入方法进行了...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(11):1122004

 QPSK调制光通信中混合噪声的功率谱性能与误码率

陈 牧 柯熙政

[摘要]研究了QPSK副载波调制下乘性噪声与加性噪声对接收端星座图影响。基于Gamma-Gamma信道模型, 分析了乘性噪声和加性噪声影响下系统的接收星座图。通过仿真实验计算了混合噪声情况下的星座图分布以及接收端功率谱密度。讨...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(10):1022005

 受光束漂移影响的深空上行激光通信链路信道容量

廖慧兮 徐宝碧 黄晓峰 韩 宇

[摘要]使用Monte-Carlo仿真方法, 基于光强闪烁和光束漂移的联合模型, 对使用脉冲编码调制方式(PPM)和雪崩光电二极管(APD)探测器直接探测接收的深空上行激光通信链路的信道容量进行了分析。仿真结果表明, 与下行链路中信道容...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(10):1022001

 基于FPGA硬件控制平台的单模光纤自适应耦合技术

黄冠 耿超 李枫 李新阳

[摘要]提出了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)硬件控制平台将空间激光耦合至单模光纤(SMF)的自适应耦合技术。将自适应光纤耦合器作为激光接收器件和像差校正器件, 使用基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的FPGA硬件控制平台实现...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(04):0406001

 基于差分像运动法的机载平台大气湍流参数测量

张 雷 赵 馨 佟首峰 李 勃 姜会林

[摘要]大气湍流参数是评价大气信道对空间激光通信系统性能影响的重要依据。根据机载平台的运动特点,采用差分像运动法并利用夏克-哈特曼传感器与指向、捕获、跟踪伺服单元等设备,在加格达奇地区开展了不同海拔高度下大气湍...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(03):0304002

 机载激光通信的模糊神经网络PID视轴稳定控制

刘世涛 曹 阳 彭小峰 张 勋

[摘要]机载激光通信的视轴稳定是建立激光通信链路的前提。为了有效地克服载体扰动与参量改变对粗跟踪系统视轴稳定的不利影响, 设计了一种基于模糊神经网络的比例-积分-微分(PID)控制方法。该方法结合模糊理论的非线性控制能...

 PDF全文激光技术 | 2017, 41(04):606

 瞄准误差和Gamma-Gamma大气湍流下信号束散角的优化分析

刘杏双 邹光南 周文斐

[摘要]在自由空间激光通信(FSO)系统中, 瞄准误差和大气湍流严重影响系统通信链路, 是链路性能恶化的两大主要因素。通过对联合信道的理论分析, 建立了信道模型, 并利用Meijer G函数推导出了直接探测系统和相干探测系统平均信...

 PDF全文半导体光电 | 2017, 38(06):857

 黑障对通信安全的影响及几种可能的解决方案

于哲峰 孙良奎 马平 杨益兼 张志成 黄洁

[摘要]当飞行器以超高速在大气层中飞行时,由于气动加热或烧蚀,在飞行器周围会形成等离子体鞘套。这将影响飞行器的通信特性,严重时会使通信中断,从而威胁飞行器的安全。我国新一代航天航空飞行器在大气层中飞行的时间长...

 PDF全文红外 | 2017, 38(02):39

 基于密集波分复用的20 Gbit/s大气激光通信

苏煜炜 毕明喆 刘鹏 张岩 冯湘莲 吴志航 李晓燕 张鹏 王天枢 王舰 吴琦 王小婷

[摘要]针对目前高速率信息传输的迫切需求, 设计并实验了两路数字信号密集波分复用(DWDM)的大气激光通信结构。两路激光波长分别为1 539.76 nm和1 540.55 nm, 采用强度调制, 光信号经复用和放大后, 由光学天线发射, 经1 km大...

 PDF全文应用光学 | 2017, 38(01):136

 激光通信成像光斑处理方法研究

王玉坤 贾 娜 张 锐

[摘要]本文针对目前海域条件下激光通信的难题, 对海域条件下激光通信过程中成像的光斑提取方法进行了研究。依据此研究, 搭建了测试平台进行实验, 通过测试平台得到光斑图像, 对光斑图像进行了处理, 通过图像比对验证了此种...

 PDF全文液晶与显示 | 2017, 32(09):736

 压电陶瓷执行器迟滞补偿及复合控制

于志亮 王 岩 曹开锐 陈 昊

[摘要]快速倾斜镜是星间激光通信终端精瞄系统的核心部件,其驱动装置为压电陶瓷执行器,而压电陶瓷具有迟滞特性,其严重影响了快速倾斜镜的定位精度,进而对星间通信链路的稳定性造成不利影响。为解决这一问题,本文设计了...

 PDF全文光学 精密工程 | 2017, 25(08):2113

 高精度卫星激光通信地面验证系统

李少辉 陈小梅 倪国强

[摘要]为了在地面高精度评估激光通信终端对卫星平台扰动以及轨道姿态变化的适应能力, 研究了卫星扰动模拟技术和卫星随动仿真模拟技术, 据此提出了激光通信系统地面验证方案。首先开展了激光通信链路随动探测误差对系统随动...

 PDF全文光学 精密工程 | 2017, 25(05):1149

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