基于焦面阵列FPA(CCD)探测器的捕获、跟踪和瞄准系统研究

对国内外近年已研制出的多种捕获、跟踪、瞄准系统(ATP)的基本结构进行了分析研究,并围绕基于焦面阵列FPA(CCD)探测器的ATP光路图、ATP发射/捕获协议、ATP发射/捕获方法等,引入提出了一系列最新技术实现方法,为进一步的实验及产品研究提供了基础。     

FSO系统中基于PSD的高精度跟踪系统设计

捕获、跟踪、对准(ATP)系统是自由空间光通信(FSO)系统中一项关键技术.给出了基于位置敏感探测器(PSD)的ATP系统实现方案;并针对PSD探测精度受暗电流和背景噪声影响较大的问题,设计了一套调制检测方案并结合卷积算法实现整个系统跟踪精度的提高.     

空间光通信ATP技术应用与研究进展

针对空间光通信(FSO)中的关键技术——捕获、跟踪和对准(ATP)技术,描述了ATP主要的系统结构和实现方案,以及国内外在这一领域内的研究现状、研究方向和应用,同时介绍了时域、空域接收技术和混合结构(HFR)在科研与商业领域中应用的最新技术进展。     

基于GPS的星地激光通信捕获对准研究

提出了基于GPS坐标解算实现星地激光通信捕获、跟踪和对准(ATP)初始捕获的方法。星地激光通信信标光跟踪系统通过对地面GPS坐标和卫星坐标的解算,得到地面光学天线的方位角和俯仰角,光学天线根据角度旋转对准信标光,从而将信标光引入粗跟踪CCD的视场。给出了GPS坐标解算算法和信标光方向角度随卫星坐标变化的仿真曲线。用二维电机进行了地面转台的捕获实验,对实验数据进行了捕获精度的分析,结果表明,通过GPS坐标解算能够快速地实现信标光的初始捕获。     

双机之间激光通信ATP技术研究

机载激光通信系统中,激光光束的对准是通信能否进行的关键,采用ATP(捕获、跟踪和瞄准)技术来解决两机光端机的对准问题。主要进行了两机之间信标光捕获方法研究以及对跟踪和瞄准光学系统进行设计。给出了具体计算的原理方法和数学模型,同时对ATP系统的跟踪和瞄准精度指标进行确定。     

ATP跟瞄精度与最佳信号光发射角的研究

激光星间通信中捕获、跟踪、瞄准(ATP)技术是保障通信正常进行的关键一环，在完成捕获进入跟踪状态下，ATP的跟瞄精度是一个重要指标。然而．在实际系统中，ATP的跟瞄精度受到很多因素的制约．只能达到一定的精度。在这种条件下．信号光束发散角的选取对通信系统的整体性能影响很大。提出了影响光束发散角的三种因素，并进一步分析了在给定跟瞄精度的条件下．信号光束的发散角并不是越小越好而是存在一个最佳发散角．该发散角可以在满足通信系统指标的情况下．对发射端的功率需求最小。     

大气激光通信机的光学模型和物理实现研究

将光学理论应用到大气激光通信机设计中，提炼出大气激光通信机的发射和探测过程的光学理论模型，提炼推证了半导体激光器远场发射、准直发射和接收透镜探测损耗的公式，提炼推证了准直激光焦面探测爱里斑公式及对应的质心运算和质心评价公式。设计了和上述推证相关的光学天线和分光镜等。设计了光学天线分辨率、CCD捕获分辨率、通信分辨率、伺服系统分辨率等和系统精度相关的参数。     

空间光通信系统的初始捕获对准研究及实验

文章提出采用GPS(全球定位系统)坐标解算和蜂窝螺旋扫描来实现空间光通信ATP(捕获、跟踪和对准)系统初始捕获的方法。首先由通信两端的GPS坐标计算出光学天线的方位角和俯仰角,光学天线根据计算的角度值大致对准信标光的方向,从而缩小了信标光捕获的不确定区域。然后在不确定区域内执行蜂窝螺旋扫描,从而将信标光引入粗跟踪CCD(电荷耦合元件)的视场内,实现初始捕获。通过地面捕获实验验证了上述方法的有效性。     

星间激光通信技术研究

提出了一套用于GEO-LEO的空间光通信系统设计方案，系统采用IM／DD调制解调方式。其发射端机光源采用波长为l550nm的量子阱DFB半导体激光器，输出激光经SOA放大后由光学天线发射出去。天线采用收发分开的卡塞格伦反射型，口径25cm。接收光信号经SOA放大后由光探测器PIN-FET组件检测。光探测器前设有峰值波长可调谐的窄带干涉滤光片。ATP中，信标光源采用波长为808nm的AlGaAs半导体激光器，捕获探测器为CCD阵列探测器，跟踪探测器由四象限红外探测器QD来实现。其中，捕获的扫描方式为矩形螺旋复合方式。粗跟踪陀螺仪采用光纤陀螺、通过软件实时改变粗跟踪的扫描方式。     

极化雷达输出信杂噪比优化算法研究

通过优化发射波形,可降低各种干扰和噪声对雷达场景信息的影响,从而提高雷达性能,以极化雷达为研究对象,在给定目标特性矩阵Ｔ(θ)、杂波参数和系统噪声υ条件下,采用最大化滤波器输出信杂噪比(Signal Clutter plus Noise Ratio, SCNR)为目标函数,通过优化设计发射波形与接收滤波器?实现了一种迭代优化方法。实验表明,相比现有的Pillai方法,该算法确保了极化雷达最大化输出SCNR的单调收敛性,提高了雷达的输出信杂噪比。     

星间光通信无信标捕跟瞄技术

无信标捕跟瞄技术以通信光为信标光,无需额外的信标光激光器,在重量和功耗受限的卫星光通信应用中更具优势。针对低轨小卫星平台星间光通信,对直接探测方式下的捕跟瞄链路进行功率预算分析,研究光通信终端的无信标捕跟瞄技术,设计捕跟瞄流程,并深入分析视轴抖动对捕获时间和捕获概率的影响,提出剩余不确定区域计算方法。结果表明:所设计的无信标捕跟瞄方法所需最大激光发射功率为0.135 W,捕获时间为30 s,捕获概率为95%,能够满足低轨星间光通信链路要求。     

基于单片机的无线温/湿度采集与控制系统

为了研究温/湿度的无线采集与控制,提出基于单片机AT89C52和AT89C2051作为微处理器的无线温/湿度采集与控制系统。由控制器模块、键盘模块、液晶显示模块、无线发射/接收模块、报警模块、空调系统组成。采用温度传感器DS18B20采集温度;采用线性频率输出集成湿度传感器HF3223采集相对湿度;采用键盘对目标温度进行人工设定;采用液晶显示器RT12864和LCD1602显示温度值和湿度值;采用PID算法产生的PWM波来实现对温度的控制;采用无线发射/接收模块实现温度值和湿度值的无线传输和显示。     

自由空间光通信ATP技术的研究

自由空间光通信将成为一种可行且非常具有吸引力的通信方式．光束的捕获、跟踪和对准（ATP）是自由空间光通信中必须解决的关键技术之一，介绍了ATP系统的工作原理．详细论述了ATP系统组成、伺服控制系统的组成与工作流程、光束跟踪算法及其捕获方法．给出了该系统误差信号的处理方法．     

星间光通信中跟踪控制技术及发展

星间光通信具有巨大的潜在应用价值,国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端,其中光学ATP系统的设计是关键技术之一。对ATP系统的特点进行了讨论,介绍了ATP系统中的跟瞄过程,综述了国内外在星间光通信ATP跟踪系统中所采用的控制算法,指出研究新的控制算法或新的PID参数整定方法,是提高ATP跟踪系统精度的发展方向。     

基于DDS的有源相控阵天线

有源相控阵天线不仅能提高通信系统的性能,而且还能扩充其功能,所以在通信领域的应用越来越广泛.本文介绍一种没有高频移相器的8单元有源相控阵天线系统,它由平面天线阵、数字T/R组件、接收DBF和系统控制分析软件等组成.其基本原理是在发射模式下,利用直接数字合成(DDS)代替传统的高频移相器和衰减器.由于DDS的工作频率比较低,需要通过上变频到系统所需要的工作频率(2.0GHz).在发射模式下,通过控制DDS完成发射波束形成所必需的幅度、相位加权和上变频所必需的本振信号;在接收模式下,则利用DDS技术产生接收信号下变频所必需的本振信号,然后采用DBF技术形成接收波束.文中详细介绍了基于DDS的有源相控阵天线的实现方法和实验结果.通过8单元基于DDS的有源相控阵天线系统的研究,证实了DDS技术在相控阵天线中应用的显著优点和相控阵天线在通信领域具有潜在应用市场.     

自由空间光通信终端机中ATP系统设计

自由空间光通信将成为未来通信一种可行且非常具有吸引力的通信手段。光束的捕获、跟踪和对准是自由空间光通信中必须解决的关键技术之一。本文介绍了自由空间光通信终端机中ATP系统的工作原理 ,详细论述了实现ATP系统功能的硬件和软件的设计 ,并给出了该系统性能测试的结果。     

基于ARM的视频传输系统设计

信息技术日新月异的今天,人们对视频传输的需求越来越迫切,介绍一种利用嵌入式处理器ARM和嵌入式实时操作系统UC/OS-Ⅱ实现视频图像采集,经过通信模块传输到数据终端。描述系统硬件的构成,ARM嵌入式平台设计,UC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统移植及通信模块的设计。实验证明该方案可行性强,可扩展性强,应用领域广泛,对视频图像采集相关的领域都有一定的参考价值。     

基于短消息的远程数据采集技术

为了使工业现场数据采集更加方便与实用,提出了一种以AT89LV51单片机为核心,结合CDMA（码分多址）模块和无线收发模块PTR8000的无线数据传输方案,实现了数据采集、数据传输及终端数据处理功能。实验结果表明系统性能可靠、实用性强,可广泛运用于远距离监控领域,如环境、水文、生物信息采集等,以及无线抄表、安全防火系统j无线遥控系统等。