整形二元光学元件衍射效率的研究

设计了用于将He-Ne激光基模光束整形为环形光强分布的光束二元光学元件;并进行了实验分析,在实验中,主要改变输出面距BOE的距离L,测得输出面的衍射效率,并与数值计算相比对.     

整形二元光学元件衍射效率的研究

设计了用于将He-Ne激光基模光束整形为环形光强分布的光束二元光学元件;并进行了实验分析,在实验中,主要改变输出面距BOE的距离L,测得输出面的衍射效率,并与数值计算相比对.     

衍射光学元件在卫星激光通信终端中的潜在应用

卫星激光通信技术是目前通信技术领域的研究热点,而光学子系统的优化设计是其重要研究方向。主要介绍了利用衍射光学元件实现卫星激光通信终端的小型化、集成化和高效化。文中首先简要介绍卫星激光通信系统的基本原理,随后介绍了衍射光学元件在卫星激光通信终端中的各种可能应用,包括光束整形和分光,光学滤波,防反射镀膜,像差和热差补偿等。给出了一个包含衍射光学元件的激光通信终端光学系统优化设计实例,相应的数值仿真结果表明:衍射光学元件与传统光学元件相比,具有明显优势。     

衍射光学元件设计参数对杂散光的影响

衍射光学元件被广泛应用于激光光束整形领域中。然而,在实际测量中常常发现衍射效率实际的测量值与设计值存在较大的偏差,原因之一在于输出的焦斑主瓣以外会产生高级次衍射杂散光。文中从理论上推导了高级次衍射杂散光产生的原因并对具有不同设计参数的衍射光学元件进行了仿真分析。通过研究,定义了一个新的参数,相对周期。它与光波波长成正比,与衍射光学元件的采样单元尺寸以及远场衍射角成反比。结果表明,衍射光学元件的衍射效率只是关于相对周期的函数,而与焦斑主瓣的具体形状无关。随着相对周期的增加,衍射效率随之增大。所以可通过适当选取远场衍射角和采样单元尺寸的参数以调整相对周期的大小,有效抑制高级次衍射杂散光。该参数在衍射元件的设计中具有重要的指导意义。     

利用多层表面微结构提高DOE宽波段衍射效率

针对单层衍射光学元件的不足,介绍了一种新型的多层衍射光学元件,通过层叠多个具有不同材料色散特性与相位高度的单层表面微结构,增加元件相位分布函数中的可变因子,实现波段内各波长光波的等效相位调制等于或接近2?仔的整数倍,双层衍射光学元件在0.4~0.8 μm可见光波段的理论衍射效率可以达到96%以上。利用双层衍射光学元件替代萤石透镜校正混合光学系统的二级光谱,设计并制作了一套长焦距物镜,并利用系统调制传递函数评价了多层衍射光学元件衍射效率,测试结果表明衍射效率在整个设计波段内以较高的数值平均分布。     

衍射光学元件斜入射衍射效率的测量

针对衍射光学元件衍射效率测量的双光路实验装置,当次级衍射光通过孔径光阑由探测器接收时,为保证测量精度提出了测量衍射效率的修正公式。针对所研制的含有衍射光学元件的折衍射混合成像光学系统,选取可见光波段中的3个激光波长,当衍射面上入射角度为12时对该衍射光学元件进行了衍射效率的测量,并对测量结果进行了模拟和分析。由于存在一定的加工误差和斜入射时遮挡效应的影响,实际测得的衍射光学元件的衍射效率比理论计算结果低。根据测量结果拟合曲线,在473~632.8 nm波段范围内的带宽积分平均衍射效率对比理论值存在12.84%的偏差。     

卫星光通信终端CCD成像光斑弥散圆尺寸选择

利用CCD对自由空间传输的激光进行成像,可得到入射光束的角度信息以实现对发射光束的控制。卫星光通信中,提高对入射光束角度偏差实时测量的精度,可以有效地提高终端的光束跟踪性能,进而有效地保持激光链路的稳定。通过分析角度偏差检测原理,建立了卫星光通信中跟瞄装置测角性能分析模型。分析了测角精度与CCD成像光斑弥散圆尺寸之间的关系,并通过模拟实验进行了验证。结果表明,在卫星光通信系统设计中,综合考虑测角精度要求、终端功耗限制等因素,选择CCD成像光斑相对尺寸在2到3之间为最佳。     

采用混合遗传—模拟退火算法对DOE的直接设计

本文提出采用混合遗传－模拟退火算法直接设计二元衍射光学元件（DOE）的方法,并分别以高斯基模光束整形为平顶光束和高斯模光束分裂成等强两束高斯基模光束为例进行了模拟计算,结果显示在DOE台阶数较低的情况下此方法精度也比较高。     

二维光束整形的衍射光学元件设计

采用加权串行迭代算法(WSI)设计衍射光学元件(DOE)，将二维圆形高斯分布的激光光束分别整形为二维正方形和三角形的均匀光束，同时实现了光束形状改变及振幅分布均匀化的功能．模拟计算结果表明，用WSI设计得到的输出波形形状基本达到要求，转换到均匀区的能量效率分别达到95．3％、93．6％．     

高斯光束变换成方形均匀焦斑的衍射光学元件的研究

采用二维加权串行迭代算法(WSI)设计了8台阶的衍射光学元件(DOE)进行激光光束整形,将圆形高斯激光束变换为10μm×10μm的方形均匀焦斑,同时满足了二维激光光束形状的改变及振幅分布均匀化的功能;应用到高密度全息存储中,实现了入射到记录材料上焦斑强度的均匀分布。模拟计算结果表明,转换到均匀区的能量效率达到912%,平顶区的不均匀度为46%,误差小于0023%,基本上达到了设计的要求。同时分析了衍射光学元件对入射高斯光束的束腰半径及傅里叶变换透镜焦距的宽容度,还制作出了8台阶量化相位衍射光学元件的三套掩膜板。     

一种提高网络监测效率的新方法

网络可用性和网络性能是网络监测系统主要监测的对象,目前国内外的网络监测系统大都采用综合监测网络性能和网络可用性的方法.本文分析了综合监测方法的特点,指出了综合监测方法在监测网络可用性时存在的问题,尤其当网络规模扩大时,这种问题更为严重,由此提出了一种分离监测网络可用性和网络性能的方法SNPNA.数学分析与实际测试结果表明,SNPNA能够提高网络监测效率.     

一种实现高保密强度卫星通信的途径

发现通信信号是截获通信信息的前提,为实现高保密强度卫星通信,做到让截获方无法发现信号的存在非常有意义。文中介绍了直接序列扩频信号的检测手段及检测极限,指明在透明转发模式下,卫星直接序列扩频信号在一定条件下可以不被检测出来,进而可以实现高保密强度的卫星通信。最后给出了实现高保密强度卫星通信的途径及关键技术。     

提高对抗复合末制导的质心干扰方案研究

质心干扰是水面舰艇抗击来袭导弹的一种有效手段。随着现代导弹技术的发展,末制导方式已趋于多样化,这对传统质心干扰作战使用提出了严峻的挑战。针对这一问题,在对新型反舰导弹末制导方式及其特点分析的基础上,叙述了传统质心干扰方式在对抗复合末制导过程中存在的不足,提出了一种能够有效对多制导方式进行干扰的质心干扰方案。并对此方案进行了定量和定性分析,建立了干扰空域和时域效能的数学模型,对干扰效果进行了仿真和评估。最后给出此干扰方案在作战使用中的几点建议和思考。     

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。     

软件无线电技术在卫通终端中的应用

根据软件无线电技术的思想,提出了一种依托通用的可编程硬件平台,以各种软件模块实现不同标准信号通信的多速率、多模式的卫星通信终端的设计。详细讨论了该设备的软、硬件结构设计,并对所涉及的开放式的总线结构、宽带A/D、D/A转换技术、高速数字信号处理技术、功能软件模块化编程设计等关键技术进行了分析。     

卫星通信终端领域的领舞者—丹麦泰纳（Thrane ＆ Thrane）高层访谈

丹麦是个美丽的国家,这里不仅出产美丽浪漫的安徒生童话,而且还出产高精尖的卫星通信设备。丹麦泰纳（Thrane ＆ Thrane）继承了北欧精细的制作工艺,研发并制造全球领先的移动卫星及无线电通信设备,提供技术先进且质量可靠的海用、陆用及空用通信设备。日前,该公司的全球首席执行官WaltherThygesen先生在北京接受了本刊记者的专访。     

终端与平台耦合运动对卫星光通信系统粗瞄影响的仿真研究

通过分析二维转台与卫星平台的耦合运动引起粗瞄误差的变化规律,讨论耦合运动对信标光光场分布的影响,进而提出补偿方案以保证卫星光通信系统的性能.通过数值仿真得到:对于主转动惯量小于100kg·m2的卫星平台耦合运动引起的粗瞄误差较大,导致目标卫星接收到的信标光功率下降,系统冗余大幅度下降,应采取补偿方法消除粗瞄误差保证系统性能:对于主转动惯量为l00kg·m2:1000kg·m2的卫星平台,当瞄准角较小时耦合运动引起的粗瞄误差较小,可不予补偿,瞄准角较大时耦合运动引起的粗瞄误差较大,应采取相应的补偿措施;对于主转动惯量为＞1000kg·m2的卫星平台耦合运动引起的粗瞄误差可忽略不计.     

单星卫星通信终端定位技术研究

针对传统的双星或三星定位技术主要应用于地面固定站,需要存在重叠的主邻星波束覆盖范围,必须有匹配的邻星等局限,提出了单星定位技术,主要对无匹配邻星以及处在点波束内的目标进行定位。将观测平台抵近目标波束,同时接收目标上行旁瓣信号和卫星下行信号,利用方向信息和时差信息,解算目标位置,将结果进行扩展卡尔曼非线性滤波,实现对卫星通信终端的定位。仿真结果表明,该算法大大提升了测向/时差联合定位的精度。     

一种机载卫星通信终端频率捕获跟踪算法

作为一种特殊的卫星通信设备,机载卫星通信终端在工作环境上和普通通信终端有很大的区别。在终端通信过程中,多普勒频移变化给频率捕获和跟踪带来了很大的困难。针对机载终端通信过程中多普勒频移变化快的问题,提出一种多波束载波频偏估计算法。详细描述了频率捕获和同步跟踪的过程,通过利用相邻波束的频率校正信道,在每一个TDMA帧中搜索频率校正信息,可以在较短时间内锁定频率和定时信息。通过MATLAB对算法进行了仿真,结果表明该算法能有效地解决载波快速捕获与精确跟踪的问题。