用几何光学法计算特殊形状的双镜天线

导出了几何光学法计算双镜天线方向图的求解方程，利用几何光学法并经过特殊处理，计算了椭圆波束变焦距环焦天线和多波束抛物环面天线的方向图。实测结果和理论计算基本一致，从而验证了该方法的正确性。     

抗湍流大气衰落的光学阵列天线特性

针对湍流大气光传输特性,研究分析了一种光学阵列接收天线的特性.光学阵列接收天线在光路上使用移相器和耦合器等光学元件对光信号进行处理合并,使天线的输出信号的信噪比最大;根据对天线分析计算得到的信号分布特点,在天线合理分配安装和使用小尺寸透镜时,可增大光学系统视场角.经过仿真计算,与单透镜在相同接收条件下的接收端信号的信噪...     

影响光学发射天线增益的各因素分析

在大气激光通信中,光学发射天线的孔径、波长、通信距离是影响光学发射天线增益的因素.通过数值仿真计算研究分析了光学发射天线的孔径等不同因素与光学发射天线增益的关系.     

一种高频电大尺寸天线测试的新方法

文章提出一种简单可行的高频电大尺寸天线辐射测量新方法.该方法基于天线形面光学精密测量,将形面分为多个区域,每个区域带入实际光学测试采样点数据,采用电磁场数值计算得到天线的辐射方向图.光学测试系统提供了足够高的测试精度可以满足微波、毫米波甚至太赫兹等频段天线的测试要求.该方法还可以解决超大型可展开天线测试以及模拟星载环境实验条件下天线辐射测试难题.     

Málaga湍流信道下改进型光广义空间调制

针对传统光广义空间调制（OGSM）使用固定的光学天线组合集导致系统空间资源浪费和误码率性能受限的问题,提出一种基于低复杂度自适应光学天线组合集选择算法的改进型方案。首先,利用信道状态信息计算光学天线组合之间的欧氏距离矩阵。然后,基于欧氏距离等价原则和最大范数天线选择的思想,删除信道状态较差的光学天线组合,最终保留下的天线组合即当前状态下的最优光学天线组合集。所提算法避免了对所有候选天线组合的遍历,很大程度上降低了算法复杂度。仿真结果表明,所提方案的误码率性能在不同条件下均优于传统OGSM。     

激光通信与成像卡塞格林形式收发光学天线结构初解

在激光通信和成像系统中,卡塞格林形式的光学天线不论作为激光信号收发装置还是光学成像装置,像差的存在必然会降低其信号强度和成像质量等性能。通过分析三级像差理论和光学天线微扰理论,依据天线增益因子与遮挡比之间的关系,提出一种方便快捷求解卡塞格林式光学天线结构的方法。此方法在考虑光学天线效率的同时,也可以满足光学系统设计的体积尺寸、像差的要求,在仅知道光学系统焦距、主次镜间距和遮挡比的情况下,可以快捷求出光学天线结构参数。不但给出了四类卡塞格林式光学天线的光学结构参数计算公式,并且结合实际使用对不同的适用场合进行说明及优缺点对比。通过四种典型光学天线的实例计算结果和最优结果比对,表明此方法是一种方便快捷精准求解卡塞格林式的光学天线结构的方法,在工程上具实际指导意义。     

用几何光学法计算特殊形状双反射面天线的方向图

给出了用几何光学法计算双反射面天线方向图的求解过程,这种方法不但可以用于计算普通的反射面天线,而且可以用于计算特殊形状的双反射面天线。作为实例,用这种方法计算了环焦型椭圆波束天线和多波束抛物环面天线的方向图,实测结果和理论计算基本一致,从而验证了这种方法的正确性。     

副面修正卡塞格伦天线设计中的几个问题

本文根据几何光学理论,介绍了副面修正双反射面天线组合馈源相位中心的计算方法.并利用并矢反射系数,导出了包括差波束在内的副面散射场及天线口径分布,因而解决了副面修正天线性能参数的计算问题.     

用于多光谱照明通信的大视场接收光学天线设计

针对多光谱照明通信要求,提出了一种新型大视场高增益光学天线。天线采用前组三片式负组透镜、后组四片式正组透镜组合的反远距天线结构,通过理论计算、Zemax设计优化,设计出视场角(FOV)90°、增益115的大视场高增益前置接收光学天线,同时具有较小的体积。该光学天线与色散分光系统联合仿真表明,该天线可实现视场角90°×22°、增益20,适用于多光谱照明通信。同时设计出的前置光学接收天线也可独立作为大视场成像光学系统、成像光谱仪前置物镜系统等,具有广泛的适应性。     

附加相位修正副面的多波束环面天线方向图

首先利用等光程条件导出了抛物环面上的点与副面上的点的关系公式；其次，巧妙地利用微波光学强度定律、几何光学法和物理光学法给出了计算“附加相位校正副面的多波束抛物环面天线”的辐射方向图公式；最后，利用所得的辐射方向图公式对一个实际天线进行了理论计算，理论计算值和实验测试值吻合异常良好。     

Cassegrain光学天线系统的优化设计

由于空间光通信中采用的激光束的光场分布呈高斯分布,反射镜对光线的遮挡将严重影响天线的传输效率,从而导致通信质量的下降,针对Cassegrain光学天线,对光学天线的系统结构以及次镜遮拦对天线增益的影响进行了分析,并根据高斯光束经过光学系统的变换与传输特性,分析了采用Cassegrain天线时,遮拦比以及入射光束束腰对光束透过率的影响,提出了一种提高光学天线传输效率的新方案,改进后的天线系统,使得传输效率有了显著提高。     

240Mbit/s直线运动型无线光通信系统研究

详细分析了直线轨道上运动通信的特点,设计和研制了一种具有双向收发功能的直线运动型无线光通信系统。该系统主要包括1 550 nm半导体激光器、高灵敏度PIN光探测器、球面单透镜式光发射天线和实心光锥耦合式光接收天线等关键部件。130 m运动工作距离的系统性能测试结果表明,在3.5 m/s最高运动速度、240Mbit/s通信传输速率下,运动中的数据丢帧率为零,以太网和视频指标均满足实际应用要求,系统适用于存在直线运动轨道的无线光通信场合。     

对准误差对前置光放大卫星激光通信系统性能的影响

发射机及接收机的对准误差都会引起前置光放大卫星激光通信系统信号的衰落,在同时考虑发射机、接收机对准误差的条件下优化系统性能非常重要。将接收机对准误差引起的空间光耦合损耗用一个高斯函数近似,并同时考虑发射机对准误差引起的对准损耗,推导出了接收光功率概率密度的近似解析表达式,应用该概率密度函数,建立了基于平均误码率原则的前置光放大卫星激光通信系统的优化模型。仿真结果表明,在给定平均误码率要求及对准误差一定时,存在一个最佳发射光束宽度、接收天线直径及空间光耦合参数,使所需的发射功率最小,采用更大的接收天线并不能降低对发射功率的要求。     

光学延时物理机质及最新进展研究

分析了光学延时相控阵雷达（天线）国内外研究现状、研究机构及最新研究进展,提炼出普通和色散光纤延时线、波分复用技术结合多波长激光器光学延时、自由空间段结合液晶开关光学延时、布拉格、啁啾光纤光栅光学延时、平面波导技术光学延时、声光技术光学延时的相控阵分类及关键技术和代表性图示,评述了光学延时相控阵雷达（天线）国内外研究概貌。     

卡塞格伦光学接收天线的设计

自由空间光通信是一种通过在自由空间传输激光信号来实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术。光学接收天线是自由空间光通信系统的关键部件。丈中分析了卡塞格伦系统作为自由空间光通信系统中光学接收天线的可行性,讨论了其设计参数间的相互关系,并在数值计算的基础上给出一个具体的设计方案。     

应用于星间光通信系统的光发送机的设计

根据自由空间光通信的特点,在理论分析和数值仿真的基础上提出了适用于星间光通信的长滤长光发送机方案,针对星间光通信对误码率的要求分析了大信号、高泵浦功率条件下ＥＤＦＡ中放大的自发辐射（ＡＳＥ）对系统信噪比增益的影响并通过计算给出了在ＯＯＫ调制方式下光发送机天线口径的最优范围。     

大气激光通信机的光学模型和物理实现研究

将光学理论应用到大气激光通信机设计中,提炼出大气激光通信机的发射和探测过程的光学理论模型,提炼推证了半导体激光器远场发射、准直发射和接收透镜探测损耗的公式,提炼推证了准直激光焦面探测爱里斑公式及对应的质心运算和质心评价公式。设计了和上述推证相关的光学天线和分光镜等。设计了光学天线分辨率、CCD捕获分辨率、通信分辨率、伺服系统分辨率等和系统精度相关的参数。     

激光星间通信中不同光学终端的研究

光学终端在激光星间通信中扮演着重要的角色.研究了单个光学望远镜及光学望远镜阵用作激光星间通信中的光学终端时的系统性能,从电磁辐射入手,分析比较了单个光学望远镜及光学望远镜阵的增益及光学接收终端的方向图与相关参数的关系.仿真不仅论证了激光星间通信需要极精确的指向角度,而且得出结论:使用光学望远镜阵作为激光星间通信系统的光学终端具有更大的优势.     

大气激光通信中传输能量损耗分析的应用研究

对大气激光通信中的光传输能量损耗进行分析,着重讨论了造成接收端光功率损耗的几个主要影响因素,并做了综合性的计算机仿真,得到发射功率一定的情况下发射天线轴向偏焦和收发天线系统间横向偏移取不同量值时接收端光功率的变化。在损耗分析的基础上,文章探讨了接收端满足最低光功率条件下,偏焦和偏轴相互间的关系,提出通过调节发射天线偏焦来改善远距离接收端天线捕获的方法。在发射功率为10000 mW,距离为10 km,接收端光功率阈值为50 mW的情况下,发射天线未偏焦时收发天线系统间的允许最大偏轴量为495.9 mm;当焦点偏移6.69 mm,允许最大偏轴量达到最大值为628.5 mm,与未偏焦的情况相比增加了26.74%,满足接收端光功率要求下收发天线系统间允许横向偏移区域的面积增加了60.63%,这有效地降低了大气激光通信中远距离接收端捕获的难度。