自由空间光通信APT系统信标探测技术

在介绍了自由空间光通信和APT系统的工作原理的基础上,侧重对APT粗、精信标探测单元的分辨率、灵敏度和帧频等性能进行详细分析。粗信标探测单元具有较大视场和较低帧频,重点研究CCD相机的各种噪声、背景光和光学系统对于接收单元信噪比和捕获概率的影响;精跟踪接收单元具有较小的视场、高的检测精度和高帧频特性,重点考虑高帧频CCD相机和高速实时图像处理的具体实现方法,最后对光通信APT信标探测单元常用的两种方法进行性能分析并对应用范围进行归纳和综合。     

12.7km水平信道空间激光通信闪烁抑制

大气湍流引起的光强闪烁效应会导致信噪比下降,严重影响自由空间光通信的正常工作.空间分集技术能够有效克服这种影响,为抑制12.7 km城市水平信道大气湍流光强闪烁,设计了空间分集接收发射系统,并对分集接收的最大比合并、等增益合并和选择合并方案的抑制效果进行了对比,结果表明等增益合并方案工程实现简单,抑制效果明显,相比于单...     

空间摄影相机的胶片负压展平系统

在大画幅、高分辨力的相机中,胶片展平是其关键技术之一.为了获得高的展平精度和像质,不仅要准确地实现胶片的吸附和释放,还要进行减震和降噪设计.本文介绍了一个较完善的胶片负压展平系统.提出了一种胶片负压展平精度的计算方法.分析了真空泵的极限真空度对胶片展平速度的影响.给出了胶片负压展平系统减振、降噪和排气净化的方法.     

自由空间激光通信平台振动模拟实验系统研究

为了对自由空间激光通信中的高精度、复合轴捕获、跟踪和瞄准(APT)系统的关键技术进行验证,需要对平台的振动或扰动进行半实物仿真。在对通信平台振动功率谱进行分析的基础上,基于MATLAB/Simulink建立了平台振动半实物模拟实验系统,通过半实物仿真得出平台的振动时域信号及其振动功率谱。通过CCD闭环检测,证明了平台振动模拟结果真实有效。将模拟产生的振动信号作为自由空间激光通信复合轴APT实验系统的激励,实现了在模拟振动和运动条件下对复合轴APT跟踪系统的实验室验证。     

海洋弱湍流条件下光孤子脉冲通信性能

为降低海洋湍流对水下光通信系统链路性能的影响,将光孤子脉冲应用于水下通信。假定水下通信系统采用开关键控调制,信道采用描述海洋弱湍流的Lognormal模型,推导出了海洋闪烁系数的具体表达式和含形状因子和闪烁系数的通信误码率表达式,仿真分析了不同湍流强度、海洋湍流参数下光孤子、矩形、高斯脉冲光束的通信误码率,最后从脉冲时域角度对比研究三种脉冲光束。结果表明:随着湍流强度的变化,信噪比为5dB时,光孤子脉冲的误码率比高斯型和矩形脉冲的误码率低至少3个数量级。接收孔径和温度与盐度波动对海洋光学湍流贡献的比值是对水下通信误码率影响较灵敏的因素;随着海洋湍流影响因素的变化,光孤子脉冲抵抗外界环境的能力强于其他脉冲,其误码率始终小于高斯和矩形误码率。光孤子时域展宽比高斯、矩形展宽小,但随着距离的增加,三种脉冲展宽趋于一致。仿真结果验证了光孤子脉冲用于水下通信的优势,可为下一步研究提供理论参考。     

基于液晶空间光调制器的光束偏转控制技术北大核心CSCD

为实现基于液晶空间光调制器的非机械式光束智能控制,利用像素个数为1920×1080的硅基液晶空间光调制器搭建了一个实验系统。该系统能在空间内实现大角度、高衍射效率、连续指向的单光束,同时还可将入射光分成2、3、4、5束并单独控制每个分光束的偏转角度。介绍了空间光调制器的相位调制原理、理论模型,验证了光束偏转控制及分光束功能,分析测试系统的光路及原理,最后对实验结果进行总结并提出建议与展望。     

全双工逆向调制回复空间光通信系统性能评价

基于逆向调制反射器(MRR)的空间光通信系统因其结构紧凑、可免去链路一端的捕跟(APT)系统、功耗低等优点,是空间光通信系统研究热点之一。提出采用双波长激光发射实现全双工逆向调制回复空间光通信结构,并基于该结构对强度调制解调模式,通信距离为300 km,通信速率为1 GHz下的地面站对近地小卫星全双工通信链路进行了链路计算及通信误码率的分析。当MRR端口径为0.1 m时,通信链路余量大于5 dB,通信误码率优于10-15,满足通信链路的要求。并进一步分析了仿真结果存在的缺陷。结果表明所提出的空间光通信结构在小卫星对地面站全双工激光通信是可行的,是未来空间光通信系统发展趋势之一。     

基于延时自零差光相干接收机的激光器相位噪声测试系统

在相干光通信系统中,激光器相位噪声是影响接收机灵敏度的重要因素。针对相干光通信中的激光光源相位噪声测试提出并研究了表征激光器相位噪声的3个关键指标,分别是电场的功率谱密度、相位误差方差和FM噪声谱线,建立了基于延时自零差相干接收技术的窄线宽激光器相位噪声测试系统,实现了系统仿真,并对一窄线宽激光器进行了相位噪声测试,相比传统的自外差线宽测量技术,此方法在满足测试分辨率要求的同时能够更全面表征激光器相位噪声特性。     

单探测器复合轴伺服系统解耦技术的研究与实现

本文分析了单探测型复合轴系统探测器大视场与高帧频之间的矛盾以及主轴与子轴单元控制输入耦合的问题。采用智能相机控制技术,在线调整CCD探测器的工作参数,实现了探测器在捕获/粗跟踪阶段大视场与精跟踪阶段高探测帧频状态之间的切换;将PZT位置输出与脱靶量进行位置信息的合成并将该信息作为主轴控制输入以保证子轴正常工作。并对系统控制方法进行了仿真,提出根据跟踪精度作为判断系统是否解耦的方法。实验结果表明该方法消除了系统的耦合,取得了较好的控制效果。