空间激光通信光端机发展水平与发展趋势

激光通信技术和传统通信技术相比具有极大的优越性和广阔的应用前景,其中光端机是实现空间激光通信的核心系统.论述了近年来发达国家在光端机研发方面所取得的成果,讨论了光端机研发的发展趋势.在未来多型平台之间进行组网激光通信的背景下,对光端机上一对多通信光学天线的各种设计方案进行了梳理,从几个方面评价了各种设计方案的优缺点,并对网络化通信的光学天线关键技术提出了一些新的思考和分析.     

周扫式激光通信光端机锁紧刚度优化

为保证小卫星激光通信用潜望式光端机在发射状态下的机构刚度,须采取锁紧结构对运动部件进行锁紧.针对传统锁紧机构火工品质量大、解锁有冲击与污染、不能重复解锁的缺点,设计了采用记忆合金驱动的锁紧结构,利用弹簧产生的弹力推动机构锁紧光端机运动部件,记忆合金丝作为驱动源带动锁紧机构实现解锁,并根据周扫式激光通信光端机结构特点,重点分析了锁紧结构锁紧力对整机刚度的影响,优化了锁紧力以保证整机刚度,减小解锁功耗.试验表明,采用本锁紧结构后光端机在发射方向上的谐振频率可达到75 Hz,满足设计要求.     

空间光通信ATP技术及其进展

对自由空间激光通信光束自动捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统的结构与系统主要技术指标进行了分析和讨论。通过对其中典型系统的介绍,进一步描述了ATP技术的最新进展,论证了空间激光通信的可行性。     

基于ADN2841的高速率空间激光通信调制电路的设计

空间激光通信具有传输容量大、保密性好、抗干扰能力强等优点,已经成为通信领域的研究热点,然而采用分立元件实现高速激光调制驱动电路极其困难,因此设计了采用激光器驱动芯片ADN2811实现的空间激光通信调制电路。首先介绍了空间激光通信的高速率调制方法和ADN2841的基本工作原理,分析了ADN2841的主要特点及在空间光通信高速率调制中的典型应用电路。提出针对14脚蝶形封装直调激光器的激光通信发射调制电路设计方案,并根据实验及调试,总结了ADN2841应用时的经验和需要注意的问题。     

自由空间激光通信技术及其发展

对自由空间激光通信技术和空间微波通信技术的优缺点进行了分析和比较 ,描述了空间激光通信系统的关键技术 ,简单介绍了国际上几个前沿国家在该领域的现状和发展趋势。     

自由空间光通信ATP地面模拟系统研制

自由空间激光通信技术研究关键的步骤之一是通过其地面实验演示系统研究各项关键技术和整体优化技术,并验证它们的性能。文中描述了该地面实验演示系统的一个关键分系统-捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统的设计、预期达到的性能和未来升级的设想。     

无线激光通信技术及相关问题探讨

无线激光通信是一种新兴的通信方式,本文对无线激光通信的技术特点及其应用作了介绍,并对一些相关问题,如光信号调制技术、APT系统技术、大气影响等作了讨论,最后给出了结论.     

自由空间量子通信系统研究

提出了一种用于自由空间的量子通信实验系统．该系统由两个子系统组成,分别使用衰减激光作为单光子源和纠缠光子对作为光源,可以分别研究单光子脉冲系统与纠缠光子对系统的大气传输特性,并进行了两种自由空间量子通信方式的性能对比分析．结果表明,低层大气对量子通信的影响较大,单光子脉冲系统的量子密钥传输率较高．     

大气信道无线激光通信系统设计方法研究

大气信道是制约无线激光通信链路性能提高的一个重要约束条件。为了提升通信系统性能,使其能适应远距离、高速率、低误码率的传输需求,在进行系统级设计时根据大气信道激光传输特性进行总体设计与分析是十分必要的。首先对大气激光传输特性展开研究,在实验的基础上对大气湍流、大气衰减效应进行了分析;然后从大气信道约束的角度出发,分析了大气信道中光端机的光学发射天线、光学接收天线、通信系统、瞄准跟踪等子系统的设计方法以及相应的设计参数和优化方法;最后给出了一套大气信道无线激光通信系统的总体设计实例。     

弱湍流环境下基于OFDM的大气激光通信系统性能分析

大气激光通信作为一种新型无线接入方式备受关注,但是大气中存在的湍流效应会使系统信道不稳定,对传输性能产生影响。为了充分发挥大气激光通信的优势,提高传输速率,改善系统性能,将OFDM技术与大气激光通信相结合并建立OFDM系统仿真模型,分析在弱湍流环境下不同子载波调制方式、不同子载波数以及不同循环前缀长度等因素对OFDM系统误码性能的影响,为OFDM在大气激光通信系统中的应用提供了合理的参数选择依据。     

基于Turbo码的相干光通信系统性能研究

为提高无线光通信系统的可靠性,提出并分析了基于Turbo码的空间相干光通信系统.对空间无线光通信中的衰减和噪声进行了分析,通过仿真得出了特性曲线.借助系统BER的上限,比较了基于Turbo码的BPSK调制的相干无线光通信系统与PPM调制的非相干无线光通信系统和未编码无线光通信系统性能,结果表明:Turbo码技术应用在相干光通信系统中,提高了系统的抗干扰能力,节省了发射光功率,提高了系统性能.     

空间站信息系统与光纤通信技术

描述了空间站信息系统由信息功能和支持功能构成。在空间站这个特定的应用环境中,光纤通信技术具有比电缆更宽的传输带宽、超强的抗辐射和抗电磁干扰能力;并具有极小的体积和重量。该特点在空间站信息系统和管理系统中发挥了重要的作用。     

空间激光通信中ATP系统光斑检测方法研究

无线激光通信是利用激光作为载波,通过空间传播信息的一种形式。高精度、高自动化的ATP技术是关系到空间光通信链路能否成功建立以及通信质量好坏的关键技术之一。分析了四象限技术检测技术和面阵CCD检测技术,给出了具体光斑中心的算法,仿真结果表明,对于QD检测,为了抑制背景光可采用音频调制;对于面阵CCD检测,可采用空间滤波消除背景光影响,为光通信链路的建立奠定了基础。     

由YAG和掺钕光纤组成两级光功率放大技术研究

光通信技术因其通信容量大、保密性好等优点成为星间通信的未来趋势。光功率放大技术是解决光学星间链路的技术之一,以满足星间远距离通信需求。提出一种两级光放大技术,第一级采用掺钕（Nd3＋）光纤放大器,获得1W输出功率,第二级采用固态Nd：YAG放大器,是基于两个掺杂浓度为1%的Nd：YAG晶体构成的放大器。经过优化设计后,总输出功率增加到3.5W。采用晶体放大器,可有效提高放大器空间抗幅照能力,可应用于相干星间光空间通信。     

高压直流传输线下空间电荷密度测量系统低功耗研究

基于Zigbee的空间电荷密度无线网络测量系统被广泛应用于特高压直流输电工程的空间电荷密度测量。实际使用中,无线测量系统的功耗问题成为制约设备工作性能的关键因素。该文针对空间电荷密度测量系统中无线通讯单元的分布特点,研究了无线通讯单元的低功耗工作状态转换机制和发射功率匹配方案和通讯距离及工作环境对功耗的影响。最终制定了低功耗能量管理策略,有效提高了空间电荷密度测量系统的工作性能。     

影响卫星间光通讯距离的各因素分析

在卫星间光通讯系统中，发射天线辐射功率、天线横向半径及接收系统灵敏度是影响系统的体积和重量的基本因素。文中对它们与最大通讯距离的关系进行了理论分析及数值计算，绘出了各参量与通讯距离的关系曲线。研究结果表明，提高接收系统灵敏度是加大通讯距离的一个良好途径。     

雾对无线光通信系统信噪比的影响

目前,无线激光通信系统以其安全性好、高带宽、高容量、成本低以及无需频率许可等优点得到越来越广泛的应用与研究。但通常激光在雾、雪、雨等恶劣气象环境下传输时,信号却产生严重的衰减甚至会造成通信中断,因而就有必要掌握激光在恶劣气象条件下的传输效应和衰减特性。本文从雾的物理特性出发,对激光在雾媒质中的传播衰减特性进行了基础的理论研究。分别给出了无线光通信系统的数字模型、噪声模型,并对数字信噪比的计算进行了理论推导,给出了不同因素对探测器数字信噪比的影响。最后,以工作波长为810nm的激光为例,利用衰减率与透过率之间的关系,给出了在平流雾及辐射雾中数字信噪比随能见度的变化关系曲线,分析了信噪比随视场角的变化关系。该分析说明,雾的能见度对无线光通信系统接收器信号功率及数字信噪比有较大的影响。     

Visible light assisted relay communication system and a power allocation scheme

When the indoor visible light communication link is interrupted due to occlusion blocking, the signal needs to be forwarded through the auxiliary relay, and therefore, an indoor visible light communication auxiliary relay system model is established. First, the positional constraint relationship of indoor light source on the roof when there is link blockage in the indoor visible light communication system is analyzed by using the office ceiling light as the signal light source and relay, and the asymmetrically multiplexing DC offset optical orthogonal frequency division multiplexing is used to realize the auxiliary relay signal multiplexing, which ensures the occlusion signal relay transmission while maintaining its target terminal. Then the genetic algorithm is used to optimize the distribution of the power at the source and the relay to optimize the system performance, and the BER performance of the equal power allocation scheme is compared in the occlusion case. The results show that when the direct communication link is blocked, the system loss of the auxiliary relay system with the optimal power allocation scheme is 3 dB less than the system with equal power allocation.     

卫星间直接光通讯的信号发射及接收系统

作为卫星间光通讯系统的重要组成部分之一的发射和接收天线，将直接影响卫星间光通讯的进行。因此，选择适宜的天线系统有着重要的意义．本文针对卫星间光通讯的特点，选择了卡塞格伦型发射和接收天线，并提出了发射和接收共用一个天线的设想．这样不仅有利于简化光路结构，而且减轻了光路的整体重量，缩小了体积，使之更适宜安装在卫星上．同时，还对天线的主要参数进行了分析讨论，导出了天线的接收功率与天线半径、准直倍率的关系以及发射无线的增益与波长及准直倍率的关系。