空间环境对卫星光通信系统的影响因素分析

分析了空间环境对卫星光通信系统的主要影响因素,包括高能带电粒子辐射、背景光辐照、等离子体辐射等环境.对不同轨道卫星和光通信终端主要器件造成的影响进行了详细的分析.这些影响因素对卫星光通信系统的故障处理及在轨运行保障具有重要的参考价值,通过控制、抑制空间环境影响因素,可以提高卫星光通信系统的性能及其系统稳定性.     

空间辐射环境对卫星光通信系统误码率的影响

为了提高卫星光通信系统的空间抗辐射性能,开展了空间辐射损伤对卫星光通信系统的误码率影响研究。建立了空间辐射损伤的误码率模型,并基于该模型对光源和光电探测器辐射损伤条件下的系统误码率进行了数值计算。结果表明γ射线辐射和质子辐射均能对通信系统误码率造成几个量级的下降,需要增加合理的空间辐射屏蔽单元或者选择空间抗辐射性能较高的零差BPSK工作模式。     

卫星间光通信

应用卫星间链路(ISL)技术,可将航天飞机和地球观测卫星采集的信息及数据传送给地面中继站。 将来,无论是在卫星轨道上组装大型设备,还是利用轨道上的极小引力条件研制特殊材料,都需要机械手进行作业。在地面上控制这类机械手作业时,必须有非常便利且可靠的通信系统,将宽频带的动态图像信号在轨道与地面间自由地传送。一般容量的通信系统无法完成这一重任,这将阻碍人类对宇宙的开发。而包含卫星间光通信技术在内的卫星通信技术,     

卫星光通信技术发展及其影响因素分析

论述了卫星光通信技术目前的发展状况、研究意义、技术应用背景和发展趋势,分析了各国卫星光通信技术发展及研究状况,为我国卫星光通信技术的发展提供了一定的借鉴;阐述了空间环境对卫星光信息传输的影响问题,并分析了进行空间环境对卫星光通信器件和终端性能的影响因素,论述了进行研究的必要性。     

高能带电粒子对卫星光通信系统的影响分析

高能带电粒子环境是影响卫星光通信系统性能的重要因素之一,分析了由高能带电粒子引起的单粒子翻转效应及总剂量效应(Single Event Upset),分析结果表明,为了有效减小卫星光通信器件的单粒子翻转率,需要对轨道倾角和轨道高度进行优化设计;而为了有效克服总剂量效应,除了简单的防护方法外,还可以考虑预留较多的系统富余量.     

卫星光通信系统及其发展

本文首先介绍了卫星光通信系统的组成,然后重点介绍了其关键技术,发展趋势及今后研究的重点。     

空间环境对卫星光通信系统光学器件的影响

依据卫星光通信系统的组成及空间辐射环境,给出了空间环境的两个主要效应:总剂量效应(TID)和置换损伤效应(DDD).分析了空间辐照环境对卫星光通信系统主要光学器件性能参数的影响,主要包括石英光纤、掺铒光纤放大器(EDFA)、量子阱激光器(QWLD)、CCD、PIN硅光电二极管,并提出了相应的抗辐射防护措施,为卫星光通信系统的实际应用提供了理论基础.     

卫星光通信系统及ATP技术综述

信息时代的发展需要建立高速、广域覆盖的通信网络,而光通信则是实现高速通信的理想方案.利用激光进行通信的卫星通信系统具有通信容量大、传输速率高、保密性好、功耗低、设备小巧轻便、传输信道受大气影响小等诸多优点,是星际通信的理想的手段.而其技术的核心在于对于激光光束的捕获、对准和跟踪,即ATP技术.本文主要介绍卫星光通信系统以及其核心技术-ATP,并浅析卫星光通信系统未来的发展趋势.     

卫星光通信技术

卫星光通信技术是一种崭新的卫星大容量通信技术,近几年来已得到了快速发展,整个系统已进入工程实施阶段。本文重点介绍了卫星光通信的基本技术和卫星光通信地球站的基本组成,概述了卫星光通信的现状和发展趋势。     

高斯光束特性对卫星光通信的影响分析

为了对卫星光通信系统进行准确的性能评估,需要综合考虑振动、光束传播衰减以及探测器噪声等特性.在综合分析振动、光束传播、倍增噪声和热噪声等多种因素情况下,研究了系统误码率性能同各影响因素的制约关系,最终定义空间传播系数统一表征了多种因素的影响.利用此结论分析了高斯光束对卫星光通信性能的影响,从而为系统设计相应参数确定给出了方法.     

Analysis of optical coherence multiplexing networks for satellite communication

Free-space optical communication between satellites networked together can enable a high data rate between the satellites. Coherence multiplexing (CM) is an attractive technique for satellite networking due to its ability to cope with the asynchronous nature of communication traffic and the dynamic changes taking place in the satellite constellation. The use of optical radiation for intersatellite links creates very narrow beam divergence angles. Due to the narrow beam divergence angle, the vibration of the pointing system, the movement of the satellite, and the large distance between them the pointing from one satellite to another is a complicated task. The vibration of the pointing system is caused by two stochastic fundamental mechanisms: 1) tracking noises created by the electrooptic tracker and 2) vibrations created by internal satellite mechanical mechanisms and external environments. We derive mathematical models of signal, noise, the approximate signal-to-noise ratio, and the approximate bit-error rates of optical communication satellite networks as functions of the system's parameters, the number of satellites, and the vibration amplitude for frequency-shift keying coherence multiplexing (FSK-CM). Based on these models, we can calculate the negative impact of both the number of satellites and the optical terminal vibration on the system's performance.     

元素掺杂对LED器件空间辐射性能的影响

发光二极管(LED)是卫星光通信系统中重要的光源部件,它的工作性能直接影响着光通信系统的可靠性。对粒子辐照条件下LED器件的少数载流子寿命和输出光功率变化进行了深入的理论分析,依据理论分析展开数值模拟计算。结果表明,提高LED有源区Zn元素掺杂浓度可有效降低少数载流子的辐射寿命,在提高LED输出功率的同时有效提升器件的空间抗辐射性能。     

卫星光通信中的调制技术研究

分析和比较了光通信中脉冲位置调制(PPM)、多脉冲位置调制(MPPM)两种调制方式的功率利用率、频带利用率、抗干扰能力等方面的性能.分析表明,MPPM性能较好,适合于卫星光通信.     

PN code-aided ranging for optical satellite communication systems

A model for the pseudonoise (PN) code-aided estimation of the transmission path delay and ranging for direct-detection on-off-keying (OOK) optical intersatellite channels is suggested in which the intensity of the optical field is modulated by a PN code and random binary data symbols. A closed-loop code-tracking loop model, motivated by the maximum-likelihood (ML) estimation of the phase difference between the received PN code and a locally generated one, is obtained. The maximum-likelihood model is approximated and, consequently, receiver models for the high and low signal-to-noise ratio (SNR) are suggested. The resulting code tracking loop S-curves of the receivers are that of the S-curves of a noncoherent delay-locked loop (NCDLL). The performance of the two receivers under the influence of background noise, signal count and PN code length is obtained     

离轴天线在卫星激光通信系统中的应用

现有卫星激光通信终端通常采用同轴两反天线结构,该结构存在接收视场小、发射效率低等缺点。为消除同轴两反结构存在的固有缺陷,提高卫星激光通信系统的瞄准和捕获效率,研究了利用离轴三反结构提高卫星激光通信系统的性能。首先根据基本像差理论,推导得到离轴三反光学结构的初始结构方程。利用离轴结构具有更多设计参量的优势,对离轴三反结构进行优化设计,给出了设计实例。计算机仿真得到的光学传递函数、点列图、衍射包围圆能量和波前误差等均表明:离轴三反结构与同轴两反结构相比,具有更加优异的性能,能够满足卫星激光通信系统不断提升的性能要求。     

SRS效应对DWDM光通信系统质量影响的分析

文章基于在时域分步法存在衰减、色散走离和受激Raman散射(SRS)效应作用条件下的N信道SRS效应计算模型,使用MATLAB软件进行仿真,通过数据仿真分析了SRS耦合效应对密集波分复用(DWDM)光通信系统质量造成的影响以及输入功率、信道数与SRS耦合效应的关系,对进一步研究SRS效应对DWDM光通信系统性能的影响有着十分重要的意义.