具有脱靶量计算功能的智能跟踪相机的研制

在自南空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪(APT)是通信过程中的重要环节.针对光斑检测跟踪系统的特点和要求,研制了智能型跟踪CCD相机.本文介绍了该智能相机的硬件结构及软件捕获算法.该相机不但具备普通相机的成像功能,还能够实时计算光斑质心并输出脱靶量,从而实现对信标激光的捕获.粗跟踪模式下,实现70 Hz检测带宽;精跟踪模式下实现2 kHz检测带宽.该相机光积分时间、内部增益倍数、图像亮度偏置多项参数可由RS232串口命令设置,脱靶量由RS485串口方式输出.     

透射式激光目标半实物仿真系统研究

根据激光半主动制导武器的制导原理,分析了半实物仿真性能测试中影响仿真置信度的重要参量,设计了基于透射式结构的激光目标模拟仿真系统,该系统可实现:光斑大小变化范围0.1～20 mm,抖动范围±9 mm,能量变化范围大于50 dB的模拟,并结合研制需求搭建了演示实验装置。结果表明:透射式结构的采用,有效增大了激光目标的模拟范围,同时有利于激光目标特性的模拟。     

定点激光通信系统天线捕获技术

对系统的硬件组成和算法原理进行了论证.在距离为12.5km两个点上使用双天线GPS系统提供的位置信息结合坐标转换矩阵,解算通信双方互指的方位角和俯仰角,控制伺服转台完成了视轴天线捕获实验.借助于电子经纬仪系统完成了对捕获不确定区域大小的论证,确定地面定点激光通信系统捕获不确定区域大小为25mard.     

具有自动增益调整功能的光斑实时检测技术

针对空间激光通信中精跟踪光斑检测的特点与要求,本文提出使用自动增益调整的方法来克服光强饱和效应.该方法根据空间激光光斑变化原理与特点,采用DSP器件作为核心处理器,完成光斑中位置计算、平滑滤波等功能.实验结果表明本系统不但能够实时输出光斑脱靶量,而且还能够根据不同的输入光功率,自动调整系统增益,从而克服由于光强饱和而造成的光斑检测失效:通过实际测量四象限探测器的转移特性曲线,表明本系统可以实现高精度光斑检测,角度分辨率为10.1 pμrad,经数字滤波后器件细分能力提高1倍.同时该系统可以通过外部配置调整滤波器阶数、正交补偿角等内部参数.     

CCD激光经纬仪自动跟踪算法及软件实现方案

目前激光经纬仪只能测量静态目标,无法实现对动态目标的测量,但在实际应用中却有其广泛的应用价值,针对这一情况,首次提出了利用CCD激光经纬仪配合图像处理软件的方法,实现具有自动跟踪功能的激光经纬仪,并将其直接用到舰载雷达的标校过程中。文章中首先提出了自动跟踪目标的CCD激光经纬仪结构构成及应用价值,然后针对每一个技术环节分别详细阐述了目标的采集过程、目标的识别跟踪过程、数据的后处理过程,最后给出一组实验数据,分析了系统的测量精度。     

自由空间激光通信系统APT粗跟踪伺服带宽优化设计

复合轴APT控制子系统是自由空间激光通信系统中重要组成部分和关键技术,其中粗跟踪伺服单元主要完成高概率,快速捕获和高稳定、高精度跟踪.通过对影响粗跟踪精度的动态滞后误差、平台振动误差和CCD光斑检测误差进行理论分析与MATLAB仿真,并根据复合轴APT结构特性对粗跟踪伺服带宽进行优化选择,使其既能满足粗跟踪精度要求,又能使APT复合轴控制总精度达到最优,最后结合课题建立星际激光通信系统复合轴APT实验系统,实验结果与理论分析和仿真基本一致.     

单模光纤章动跟踪耦合系统设计

在光纤激光通信系统中,为了克服准误差、随机角抖动误差、大气湍流像差对单模光纤耦合效率的影响,本文设计了单模光纤章动跟踪耦合系统。首先基于模场匹配原理,分析了径向偏差和光斑大小对耦合效率的影响。其次在理论分析的基础上,对激光章动跟踪系统进行了设计,主要包括激光器、准直镜、快速反射镜、耦合透镜以及光电探测器,并以光电探测器的能量反馈完成了激光章动跟踪算法设计。最后搭建了实验平台,对系统进行了实验测试。通过实验测试得到,在激光章动跟踪时单模光纤的耦合效率为53.5%,并测试了径向偏差以及光斑大小对耦合效率的影响,得到了相应的曲线。耦合效率满足系统要求,并且实验测试曲线与理论分析的仿真曲线基本一致。     

基于FPGA的高速RS编码器的设计与实现

本文主要研究RS时域编码器。首先分析了有限域下的RS码编码理论,并侧重于实现常系数并行乘法器。文中使用Verilog HDL语言的RS（255,239）编码器的设计方法,并搭建了验证平台,使用QuartusII验证功能和时序的正确性。最后,使用Modelsim仿真出结果,与Matlab仿真计算的结果一致。结果表明,编码器性能良好,与现有的设计相比,速度快和占用的硬件资源少。     

深空激光通信的研究现状及关键技术

空间光通信因其体积小、质量轻、数据率高,已经得到世界各国的普遍重视,尤其是近地卫星光通信系统的在轨实验的成功,使人们建立起用激光进行深空通信的信心,本文以国外两个典型的深空激光通信系统为依据,深入分析了深空激光通信系统的特点,提出了制约深空激光通信系统的关键技术,给出了未来深空激光通信技术的研究方向,为我国开展深空激光通信的研究提供参考。