GEO与LEO间激光通信轨道特性仿真

为了优化GEO与LEO间激光通信系统的性能,建立了卫星通信轨道特性仿真模型。通过对一年内卫星数据的分析可知,卫星通信终端间的多普勒频移变化范围约为5109 Hz,可以使用多普勒频移补偿方法减少GEO与LEO之间的多普勒频移影响。对于相干通信,终端必须进行频移补偿;提前量角的范围大于激光束散角,因此终端需要进行提前量补偿,激光通信系统可根据提前量角对视轴进行提前修正,以减少相对速度对激光通信的影响;太阳干扰和地球遮挡的时间较长,应该进行卫星组网以改善可通率,在通信过程中应根据通信终端时间,优化两个通信终端的工作流程;GEO和LEO终端的视轴变化情况不同,因此应该为卫星设计不同结构。     

光斑尺寸对光轴检测的约束分析及验证试验

入射激光光轴检测分辨率主要由固有分辨率和细分精度两部分组成,但大气信道二次调制会直接引入误差进而影响光轴检测的检测精度.为了降低光轴检测系统对大气信道环境的敏感程度,首先CCD光轴检测系统和四象限(4QD)光轴检测系统作为两种典型的光轴检测系统其检测模型被分析,并推导在大气环境中其分辨率、固有分辨率、细分精度与光斑尺寸之间的关系.接着以4QD检测模型为例,指出信标光的信噪比和光轴偏移量是影响光轴检测系统的重要技术参数.最后通过一个野外光轴准试验验证了光轴细分精度对大气干扰敏感,而固有分辨率受大气影响不大,可以改变光斑尺寸来改善光轴检测系统对大气干扰的敏感程度.     

高速率空间激光通信系统及其应用

经过二十余年的快速发展,空间激光通信的研究重心逐渐从高精度ATP分系统向高速率通信分系统转移.紧密跟踪空间激光通信的国际发展最新动态,从通信带宽和链路功率两个方面,针对通信发射单元、接收单元和信道特性,分析了提高空间激光通信传输速率的技术难度与途径,分别阐述了波长1 550 nm、基于EDFA功放和前放技术,空间相干技术,光偏振复用技术,光波分复用技术的基本原理、性能指标及关键技术,为高速率空间激光通信提供了技术参考.     

自由空间光通信APT粗跟踪CCD相机的研制

在自由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。针对粗跟踪子系统的特点和要求,研制了光端机粗跟踪相机,从而实现对信标激光的捕获。该相机使用TC237B面阵CCD,可根据串口命令实时调节光积分时间、内部增益倍数、图像亮度偏置等参数,采用高速Camera Link数字输出接口。还具有根据命令选择驱动方式的功能,开窗口模式下输出256×256像元时帧频可达到100 f/s,满足粗跟踪伺服带宽的要求。     

激光脉冲云层传输时间扩展与信道均衡

云层粒子对激光的多次散射引起激光脉冲产生时间扩展,造成接收信号出现码间串扰。首先建立了带均衡滤波的云层激光通信链路信道模型;然后使用蒙特卡洛光线追踪法得出了云层信道在不同光学厚度下的脉冲时间响应特性;并推导出考虑码间串扰时的系统误码率计算模型。对不同云层光学厚度下,不使用均衡滤波和使用均衡滤波时的信噪比与系统误码率间的关系进行了仿真与分析,发现使用均衡滤波能有效地对云层信道多次散射效应的影响进行抑制。     

基于神经网络的语音识别技术应用研究

简单叙述了采用人工神经网络技术进行语音识别的原理，给出了其中关键技术：求解语音特征参数和典型神经网络的学习过程。然后通过二个具体应用实例，展示了如何使这一技术实用化。     

面阵CCD相机驱动时序的研究

面阵CCD是应用于图像传感和非接触测量领域中重要的光电器件,在光电检测技术领域应用广泛.介绍了美国TI公司的面阵CCD TC237B的结构特性及工作原理,简要介绍了多种CCD时序驱动的方法,重点对逐行扫描单输出方式的驱动时序进行了全面、细致的分析.本文结合实际课题,使用在线可编程大规模逻辑器件实现了要时序产生电路.同时,该系统具有高可靠性、高稳定性、编程灵活等特点.     

微柱透镜阵列的全息-光刻胶热熔制作技术

为改善微柱透镜阵列的制作技术、消除光刻工艺对光刻掩模版的依赖,研究了利用全息-热熔技术制作微柱透镜阵列的新方法,即首先采用了全息技术进行曝光,然后利用光刻胶热熔技术在K9玻璃基底上制作出了面形良好的微柱透镜阵列。实验结果表明,进行全息曝光并显影后,能够在光刻胶表面产生良好的正弦阵列表面结构,之后采用光刻胶热熔技术可将光刻胶的正弦阵列结构转变为微柱透镜阵列,且实验结果良好。     

基于APD自适应增益控制的近地无线激光通信信道大气湍流抑制方法研究

随着5G时代的到来,自由空间光通信成为无线通信领域的研究热点,限制激光通信系统在大气信道下发展的主要因素是湍流闪烁效应。为了提高激光通信系统在大气信道下的通信性能,本文提出了一种基于雪崩光电二极管自适应增益控制的激光传输终端大气湍流的抑制方法,建立了大气湍流信道时域频域模型,编写了一套闭环调节算法并在湍流条件下搭建了具有自适应增益控制算法的无线激光通信实验。结果表明：在弱湍流条件下,光强闪烁方差由0.057降低至0.023,开启自动增益控制的功率谱曲线更加符合5/3次幂律谱,系统误码率降低两个数量级。经多次试验证明,自适应增益控制算法有效地抑制了湍流引起的信号功率波动,实现了高抗干扰能力的无线激光通信。     

椭球形粒子浓度对激光偏振传输特性的影响

采用随机抽样拟合相函数的蒙特卡罗仿真方法,模拟了偏振光经过椭球形粒子发生多次散射后的偏振特性,并通过实验验证了其正确性。以长、短轴比为1.5的椭球形酵母菌粒子为研究对象,研究了激光在椭球形粒子烟雾中传输时的偏振特性。研究了波长为532 nm的0°线偏振光、45°线偏振光以及左旋圆偏振光在椭球形粒子烟雾扩散过程中偏振态的变化情况。结果表明,椭球形粒子的浓度越高,偏振度变化的随机性越大,且圆偏振光的保偏性优于线偏振光。在相同浓度下,不同起偏角度的线偏振光对偏振态的影响差别不大。