航空平台间激光通信捕获链路功率分析与仿真

为研究航空平台间激光通信系统中主要环节和信道对信标光功率的影响,根据捕获探测器的信噪比和探测概率关系,分析激光器发射到探测器接收全环节的信标光功率变化情况,建立了空空激光通信捕获链路仿真系统。通过该仿真系统,分析不同大气能见度所对应的探测概率,在此基础上讨论要实现探测概率为99%,需要的最小发射功率和最长通信距离。仿真结果表明：发射功率越大,大气能见度对航空平台间激光通信探测概率的影响越明显;发射功率不变,大气能见度越高时,最长链路距离越远;当发射功率为5 W,地面能见度大于等于10 km时,即可实现150 km的激光链路。通过仿真系统得出了信标光发射功率与探测概率之间的关系,对激光器的选择起到一定的借鉴作用。在仿真的基础上,开展的飞机间野外试验,可以有效地模拟飞机间激光通信系统的捕获探测概率。     

机载空间激光通信大气附面层影响及补偿技术研究

随着空间激光通信技术的发展,大气环境对机载空间激光通信的影响越来越突出,大气附面层是其中一个重要的因素。为了研究大气附面层对通信的影响,在机载激光通信试验中观察现象的基础上,从衍射光学理论着手,对试验中存在的附面层影响进行理论上探讨。研究结果表明：大气附面层对空间激光通信的影响,是在系统前附加一个焦距在-530 m的负透镜,造成系统焦距变化,光斑扩散,从而影响通信效果。这种影响可以通过在系统中增加补偿透镜的方式进行补偿,并进行了相应的补偿试验。试验结果表明：大气附面层对空间激光通信的影响,完全可以通过光学方法进行补偿,补偿效果满足空间通信要求,为以后机载空间激光通信的发展奠定了良好基础。随着空间激光通信技术的发展,大气环境对机载空间激光通信的影响越来越突出,大气附面层是其中一个重要的因素。为了研究大气附面层对通信的影响,在机载激光通信试验中观察现象的基础上,从衍射光学理论着手,对试验中存在的附面层影响进行理论上探讨。研究结果表明：大气附面层对空间激光通信的影响,是在系统前附加一个焦距在-530 m的负透镜,造成系统焦距变化,光斑扩散,从而影响通信效果。这种影响可以通过在系统中增加补偿透镜的方式进行补偿,并进行了相应的补偿试验。试验结果表明：大气附面层对空间激光通信的影响,完全可以通过光学方法进行补偿,补偿效果满足空间通信要求,为以后机载空间激光通信的发展奠定了良好基础。     

火控跟瞄动态性能测试技术研究

火控系统是现代武器的核心,主要完成目标搜索、瞄准、跟踪、测距,自动提供弹道修正量,解算射击诸元、装定射角,并控制射击。火控动态系统性能的准确测试和动态校正十分重要。提出了光电法测试火控动态性能的思想,重点论述了光学动态跟瞄的原理与方法,并简述了研制成果的应用效果。     

用于火控动态性能测试的多光轴光学系统

为了提高自行武器火控动态性能指标的测试精度,提出了在动基座上测试火控动态性能参数的方法。采用CCD数字成像和人眼观察并存的方式,对光学系统进行了设计,研制出火控动态性能测试系统。实现了稳定器稳定精度等7项重要指标的高精度测量。为了使测试设备的光轴保持一致性,研制了多光轴一致性检测装置,保证了整个系统的测量精度。实际使用...     

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。     

电磁轴承系统实现平稳过渡共振区的一种新方法

电磁轴承是利用电磁力将转子悬浮于空间,使其与定子无机械接触的一种新型、高性能支承部件.本文从改变电磁轴承支承结构出发,论证了电磁轴承系统中平稳过渡共振区域的一种新方法.利用电磁轴承具备主动控制系统和定子与转子之间有较大气隙的有利条件,通过采用电磁轴承双支承结构在转换频率处的支承转换,实现转子在共振区域的平稳过渡.经过仿真验证,该方法切实可行.     

基于双波长布里渊光纤激光器的微波信号产生

提出一种新颖的基于双波长布里渊光纤激光器产生微波信号源的结构,通过调节偏振控制器(PC)产生稳定输出的双波长光信号,利用输出的双波长产生10.75GHz的微波信号。一段10km长的普通单模光纤(SMF)作为布里渊增益介质,一段4m长未抽运的保偏掺铒光纤(PM-EDF)和一个由2×2的3dB耦合器组成的微环结构用来抑制边模,一个超窄线宽的分布反馈(DFB)激光器作为布里渊抽运(BP)源。产生的10.75GHz的微波信号通过50GHz带宽的光电探测器(PD)拍频并通过电频谱分析仪(ESA)观测,产生的微波信号线宽约为600kHz。     

基于8字型结构布里渊多波长光纤激光器的可调谐高频微波产生

提出基于8字型结构布里渊多波长光纤激光器的可调谐高频微波的产生方法,该结构耦合输出奇次阶斯托克斯光,从而实现间隔约为20GHz或0.16nm的双波长激光信号输出,第一阶斯托克斯光和第三阶斯托克斯光功率变化在±0.35dB以内。双波长激光信号通过外差的方式进入高速光电探测器产生21.39GHz的微波信号,所得到微波信号的信噪比约为20dB,通过拟合得到3dB线宽约为2MHz,微波信号功率变化在±0.75dB以内。并对比抽运光和第二阶斯托克斯光拍频的微波信号线宽,线宽约为2 MHz。通过调节抽运光的波长实现了微波信号可调谐,范围为±0.28GHz。实验结果说明,所提结构可实现近20GHz的可调谐微波信号,对进一步提高微波信号的质量进行了分析。     

发展空间激光通信,提高对地观测效能

基于对地观测技术用于全球实时探测,在获得地球表面及深部的时空信息中具有重要的作用,分析了我国对地观测面临的主要问题及解决途径,论述了空间激光通信在对地观测中的作用及要解决的关键技术,对空间激光通信在我国对地观测中的应用提出了几点展望与建议.     

基于自由曲面的空间光学系统偏振像差分析

针对含有自由曲面的空间光学系统中偏振像差对探测精度和成像质量的影响,基于琼斯表示法,提出以条纹泽尼克多项式为表征函数的自由曲面离轴光学系统偏振像差分析方法,构建了自由曲面反射光学系统偏振像差解析模型,分析了条纹泽尼克多项式低阶系数对视场离轴光学系统偏振像差分布的影响;通过全视场偏振光线追迹仿真及系统引入自由曲面前后的对比,揭示了自由曲面对离轴光学系统相位像差、相位延迟和二向衰减3种偏振像差的作用规律;最后,设计了含有自由曲面的大视场离轴三反偏振成像光学系统,并分析了系统全视场的偏振像差.分析结果表明:相位像差分布与自由曲面面形矢高分布一致,自由曲面引起的二向衰减和相位延迟占系统总体二向衰减和相位延迟的52.5％.掌握这种偏振特性变化对于设计深空天文望远镜等甚高精度的光学系统具有重要意义.