卫星激光通信技术

文章详细介绍了卫星激光通信技术在国外的最新发展状况;阐述了实现卫星激光通信的关键技术及其解决方案,特别对捕获、跟踪、瞄准系统进行了详细的分析;最后对卫星激光通信技术的发展作了展望。     

极具潜力的卫星激光通信

本文阐述了卫星激光通信的优点，分析了其技术难点和可能的解决途径，并对国际和国内卫星激光通信的研究状况做了介绍。     

极具潜力的卫星激光通信

本文阐述了卫星激光通信的优点，分析了其技术难点和可能的解决途径，并对国际和国内卫星激光通信的研究状况做了介绍。     

激光通信技术的研究

介绍了激光空间通信的特点、优势、发展现状。分析和讨论了激光通信系统的组成及其主要的关键技术。     

卫星激光通信Ⅰ链路和终端技术

卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值,国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端,全文的第一部分即“链路和终端技术”综述了卫星激光通信的国外进展,介绍了终端的关键技术,讨论了终端设计思想。第二部分(另文)将讨论和介绍卫星激光通信终端地面检测和验证技术。     

大气激光通信中的APT技术研究

在空间激光通信系统中,空间光束的自动搜索、跟踪、瞄准,即APT(Acquisition,Pointing and Tracking)是一项非常关键、非常重要的技术。文中对APT的工作原理、工作过程以及大气空间环境对APT系统的影响等进行了分析。     

卫星激光通信复合轴光跟瞄技术及发展

卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值,国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端,其中光学跟瞄系统的设计和控制是关键技术之一。由粗跟踪系统和精跟踪系统组成的复合轴系统能实现光跟瞄系统的大范围、高精度跟踪任务。对卫星激光通信光学跟瞄系统的特点和关键技术进行了讨论,介绍了光跟瞄技术中的扫描、捕获、指向、跟踪过程,综述了复合轴光跟瞄控制系统的国外研究进展。最后对卫星激光通信复合轴光跟瞄系统的应用前景进行了展望。     

自由空间激光通信中的APT技术分析

自由空间激光通信是一种新兴的通信方式,是光纤通信和无线通信结合的产物。其中,高精度、宽带宽的激光捕获,以及对准和跟踪（APT）是非常关键的技术。简述APT系统结构与其工作过程,并介绍了其中的关键技术,对捕获方法以及跟踪瞄准的精度做进一步分析,通过分析误差得出一个最优值。     

大气激光通信的自动跟瞄技术探讨

为解决因建筑物晃动、风力影响等环境因素对大气激光通信通信的影响而提出自动跟瞄技术。主要探讨了该问题的一种解决方案：采用GPS定位技术和扫描技术进行粗瞄准,用四象限红外探测器（QD）进行精瞄准和实时跟踪。     

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.     

Effective utilization of the geostationary orbit for satellite communication

The geostationary satellite orbit has a finite capacity for communication satellites operating in the frequency spectrum available, but saturation could be delayed for a long time if various practices and principles of system design and use were agreed internationally and applied. Three broad areas are identified where action is needed, namely system engineering for an interference-limited environment, intersystem coordination of the use of orbit and the spectrum, and the ordering of the use of orbit and spectrum so that systems with radically different characteristics do not interfere. In each of the three areas, the main factors of concern ate identified, the benefits that would be achieved are deduced in broad terms, and the practical and economic feasibility of actually securing the benefit is reviewed for each factor.     

光行差对高轨卫星激光测距的影响分析

随着卫星激光测距技术的发展,高轨卫星激光测距的数据量明显提高。由于高轨卫星距离远回波弱,这就要求望远镜系统能精确地对准卫星目标才能接收到有效回波。首先分析了影响望远镜对准的光行差因素,即卫星运行的速度光行差和发射激光运行引入的光行差。文中以Glonass系列高轨卫星为例,重点研究了发射激光束运行引入的光行差偏移量,并且计算出测站测量Glonass系列卫星的光行差角偏移量为26rad。在实际高轨卫星激光测距中对Glonass系列卫星进行了数十次的测距实验验证,证明了文中对光行差影响的分析是正确的。通过文中的研究可以提高高轨卫星激光测距的捕获机率,大大提高高轨卫星观测效率。     

低轨卫星通信系统干扰分析及策略研究

卫星通信技术日益进步,低轨卫星通信系统已然成为新的发展趋势.由于频谱资源受限,低轨卫星通信系统可能面临自身及与外部地面和卫星系统的同频干扰问题.文章指出从外部系统对低轨卫星通信系统干扰、低轨卫星通信系统对外部系统干扰以及低轨卫星通信系统内部干扰3个方面进行了系统干扰场景分析,在此基础上,根据不同的干扰情况分别给出了外部...     

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。     

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。     

星间光通信中跟踪控制技术及发展

星间光通信具有巨大的潜在应用价值,国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端,其中光学ATP系统的设计是关键技术之一。对ATP系统的特点进行了讨论,介绍了ATP系统中的跟瞄过程,综述了国内外在星间光通信ATP跟踪系统中所采用的控制算法,指出研究新的控制算法或新的PID参数整定方法,是提高ATP跟踪系统精度的发展方向。     

移动通信卫星整星近场测试方法

整星系统级测试是验证整星系统最终性能指标不可或缺的重要环节。本文叙述了大型平面近场进行整星状态下含有效载荷变频系统的天线辐射性能的测试方法,通过整星变频系统的馈源阵初级方向图测试,导出馈源阵初级方向图至反射面仿真软件GRASP。将通信天线的最终二次覆盖方向图与仿真设计结果相比较,结果的一致性验证了整星系统的工作性能。     

Adaptive power control for satellite to ground laser communication

We develop an adaptive power control algorithm to facilitate satellite to ground laser communication through turbulence fading channels. Adaptive control is a powerful tool that improves energetic gain of the satellite laser. We use discrete laser transmitter intensity levels in our control algorithm. A novel recursive technique defines optimal laser transmitting intensity levels so that the laser‐transmitted power is adapted according to instant changes of the signal‐to‐noise ratio caused by channel fading. The algorithm's performance is first investigated in a general form suitable for any channel fading statistics. Then it is specified for a typical lognormal fading channel. The results indicate an improvement of up to 10dB in energetic gain. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

卫星激光通信中目标跟踪算法的改进

分析了用重心法计算光斑能量中心时图像相对光源强度分布失真引入的误差,建立了强度失真模型,引入修正该失真的修正因子,提出了相应的修正算法,并讨论了该修正算法在卫星激光通信跟踪系统中的应用。计算机模拟结果表明,在适当的情况下,计算出的由于像面上强度分布相对光源失真而导致的跟踪角度偏差可增至109″,从而证明了在激光卫星通信系统中,修正因子的引入提高了定位、跟踪精度和信道的可靠性。     

卫星激光通信中光纤放大器的应用研究

介绍了卫星激光通信的特点,通过计算分析,提出了用于卫星激光通信光发射系统的高功率光纤放大器、用于光接收系统的前置光纤放大器的性能参数。给出了高功率光纤放大器和低噪声前置光纤放大器的实验方案。