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 多用途激光通信天线设计

李响 柳鸣 李小明 张家齐 白杨杨 孟立新 张立中

[摘要]为了满足空间多节点激光通信系统的研制与调试要求, 提出了一种多用途激光通信光学天线。通过替换透镜或分光组件, 实现激光通信光学天线与自准直平行光管功能的切换。对主镜室进行加强设计, 提高了系统整体刚度并使其...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2018, 55(02):020602

 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

 基于多目标模拟退火算法的导航卫星激光星间链路拓扑动态优化

董明佶 林宝军 刘迎春 周黎莎

[摘要]根据激光星间链路的技术特点, 并考虑导航卫星星间链路需兼顾通信、高精度测量与自主定轨的多重要求, 研究了全球导航卫星系统(GNSS)激光星间链路拓扑的动态优化问题。采用有限状态自动机(FSA)思想建立了一种导航卫星激...

 PDF全文中国激光 | 2018, 45(07):0706004

 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

 基于Marcum Q函数的星间激光通信动态束腰控制

宛雄丰 郝士琦 张岱 赵青松 唐进迎 徐晨露

[摘要]针对星间激光通信受瞄准误差影响较为严重的问题,提出了一种基于Marcum Q函数表示法的动态束腰控制方案。在不需要采取任何近似的情况下,利用Marcum Q函数给出了计算瞬时信道状态的闭合解析式,并建立了优化模型,通...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(09):0906005

 压电式倾斜镜迟滞特性及其实验研究

于志亮 姜晓明 曹开锐 李松 王岩

[摘要]空间激光通信精瞄系统中压电式倾斜镜存在的迟滞非线性特性,不仅降低了精瞄系统定位精度,而且对信标光的捕获以及链路的稳定性造成影响。针对该问题,提出一种基于PLAY迟滞算子改进Prandtl-Ishlinskii(P-I)数学模型及...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(08):0814002

 基于飞艇平台激光通信系统的捕获性能研究

滕云杰 宋延嵩 佟首峰 张敏

[摘要]针对飞艇平台的运动特性,优化设计了飞艇-船激光通信系统的捕获方案;针对小束散角远距离通信系统捕获时间长的难题,提出了粗精复合扫描策略。重点分析了粗精复合扫描的工作原理和捕获过程中的影响因素,同时依据飞艇...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(06):0606005

 相干激光通信系统光学锁相环路载波恢复技术

刘洋 佟首峰 常帅 宋延嵩 董岩 董毅 安喆

[摘要]基于科斯塔斯(COSTAS)光学锁相环路载波恢复进行建模分析, 得到系统的闭环传递函数、误差函数及需要恢复的载波信号; 设计系统采用复合控制, 内环借助声光移频器实现快速、小范围跟踪, 外环通过环路直接控制激光器拉进...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(01):0106001

 空间激光通信中精跟踪系统的实现与优化

陈少杰 张亮 吴金才 李长昆 王建宇

[摘要]简述了空间激光通信中精跟踪系统的组成和控制结构,分析了捕获、跟踪、瞄准系统精跟踪探测器使用质心算法进行信标光斑定位时的误差来源,对精跟踪探测器信标光斑定位过程进行傅里叶频域分析.推导得到消除质心算法系统...

 PDF全文红外与毫米波学报 | 2018, 37(01):35

 大气湍流影响星地相干激光通信的数值仿真

周玉松 梅海平 王钰茹

[摘要]由于解析法在研究相干光通信的相位补偿等问题中存在困难,采用多层相位屏分步传输的数值仿真方法研究大气湍流对星地相干 光通信下行传输的影响。首先建立了卫星地面之间的大气湍流中激光传输的仿真模型,可以实现不同天...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2018, 13(04):258

 二次成像型库德式激光通信终端粗跟踪技术

张家齐 张立中 董科研 王超 李小明

[摘要]库德式激光通信终端粗跟踪探测器大视场接收信标光时,需通过望远单元、多块库德反射镜、分光片和粗跟踪透镜组,信标光传输路径长,使得后续子光路粗跟踪支路口径明显增加; 捕获时望远单元和库德反射镜与粗跟踪探测器...

 PDF全文中国光学 | 2018, 11(04):644

 天空背景光对空间激光通信系统的影响

范新坤 张 磊 佟首峰 宋延嵩 江 伦

[摘要]为了分析天空背景光对空间激光通信系统的影响情况,同时为通信链路总体方案的设计提供相应的参考数据,建立了天空背景光噪声模型并进行理论分析和仿真研究。仿真结果表明:天空背景光会引起粗、精跟踪单元所使用探测...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(07):070601

 星地链路激光通信载荷粗跟踪回路设计与验证

曲 正 佟首峰 董 岩 于笑楠 张 敏

[摘要]针对地球同步中继卫星对地激光通信,设计了一种包含多重闭合回路的伺服跟踪系统,分析了跟踪算法的数学模型以及用于光斑脱靶量补偿的带执行器限位比例积分微分控制算法,介绍了星地链路激光通信跟踪系统中伺服闭环控...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(07):070603

 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

 大气湍流条件下长波红外无线激光通信性能分析

谷 康 徐智勇 汪井源 赵继勇

[摘要]分析了用于探测长波红外所用的光电导型碲镉汞探测器的噪声种类,建立了相应的噪声模型;结合不同大气湍流条件下的光强分布模型,采用数字脉冲间隔调制方式推导得到了长波红外无线激光通信系统的误码率表达式。在选取...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(03):030603

 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

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