透射式激光目标半实物仿真系统研究

根据激光半主动制导武器的制导原理,分析了半实物仿真性能测试中影响仿真置信度的重要参量,设计了基于透射式结构的激光目标模拟仿真系统,该系统可实现:光斑大小变化范围0.1～20 mm,抖动范围±9 mm,能量变化范围大于50 dB的模拟,并结合研制需求搭建了演示实验装置。结果表明:透射式结构的采用,有效增大了激光目标的模拟范围,同时有利于激光目标特性的模拟。     

具有自动增益调整功能的光斑实时检测技术

针对空间激光通信中精跟踪光斑检测的特点与要求,本文提出使用自动增益调整的方法来克服光强饱和效应.该方法根据空间激光光斑变化原理与特点,采用DSP器件作为核心处理器,完成光斑中位置计算、平滑滤波等功能.实验结果表明本系统不但能够实时输出光斑脱靶量,而且还能够根据不同的输入光功率,自动调整系统增益,从而克服由于光强饱和而造成的光斑检测失效:通过实际测量四象限探测器的转移特性曲线,表明本系统可以实现高精度光斑检测,角度分辨率为10.1 pμrad,经数字滤波后器件细分能力提高1倍.同时该系统可以通过外部配置调整滤波器阶数、正交补偿角等内部参数.     

激光大气折射率结构常数测量实验与分析

在相距600 m的两地进行了静态激光大气传输实验,并对接收到的光强和光束到达角起伏进行记录.以每10min所记录的数据作为样本,计算出光强起伏方差和到达角起伏方差,并根据理论孔径平滑因子计算出点接收时的光强起伏方差,再分别根据光强起伏方差和到达角起伏方差计算出大气折射率结构常数.最后,得到一天之内大气折射率结构常数的变化曲线,并分析得出大气折射率结构常数在早晨和傍晚存在极小值.     

单探测器复合轴伺服系统解耦技术的研究与实现

本文分析了单探测型复合轴系统探测器大视场与高帧频之间的矛盾以及主轴与子轴单元控制输入耦合的问题。采用智能相机控制技术,在线调整CCD探测器的工作参数,实现了探测器在捕获/粗跟踪阶段大视场与精跟踪阶段高探测帧频状态之间的切换;将PZT位置输出与脱靶量进行位置信息的合成并将该信息作为主轴控制输入以保证子轴正常工作。并对系统控制方法进行了仿真,提出根据跟踪精度作为判断系统是否解耦的方法。实验结果表明该方法消除了系统的耦合,取得了较好的控制效果。     

基于8字型结构布里渊多波长光纤激光器的可调谐高频微波产生

提出基于8字型结构布里渊多波长光纤激光器的可调谐高频微波的产生方法,该结构耦合输出奇次阶斯托克斯光,从而实现间隔约为20GHz或0.16nm的双波长激光信号输出,第一阶斯托克斯光和第三阶斯托克斯光功率变化在±0.35dB以内。双波长激光信号通过外差的方式进入高速光电探测器产生21.39GHz的微波信号,所得到微波信号的信噪比约为20dB,通过拟合得到3dB线宽约为2MHz,微波信号功率变化在±0.75dB以内。并对比抽运光和第二阶斯托克斯光拍频的微波信号线宽,线宽约为2 MHz。通过调节抽运光的波长实现了微波信号可调谐,范围为±0.28GHz。实验结果说明,所提结构可实现近20GHz的可调谐微波信号,对进一步提高微波信号的质量进行了分析。     

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.     

空间激光通信离轴两镜反射望远镜自由曲面光学天线设计

同轴两反结构作为空间激光通信光学天线时常存在接收视场小、发射效率低等缺点。同时,因中心遮拦造成的能量损失,也会大大降低通信系统的瞄准和捕获概率。针对此缺陷,提出采用离轴两反天线结构并引入自由曲面设计以提高通信系统的性能。由初级像差理论推导得出离轴两反系统的初始结构,并采用Zernike多项式自由曲面面形,增加系统设计自由度,提高系统平衡像差的能力。给出入瞳口径与焦距相同的同轴两反和离轴两反系统的设计实例,并比较二者的光学传递函数MTF、点列图、衍射包围圆能量、波前误差等。结果表明:离轴两反自由曲面天线的像质明显优于同轴两反天线,因而该种天线结构的使用可提升空间激光通信系统的整体性能。     

空间激光通信单探测器复合跟踪控制技术研究

空间激光通信终端伺服系统是一种高精度的跟踪机构,在扰动条件下,通信系统对跟踪系统的稳定性及精度提出了较高的要求。本文主要介绍了激光通信伺服系统的复合跟踪技术,详细论述了单探测器复合跟踪方式的选择以及激光通信伺服系统的控制流程。最后,在振动平台上进行了粗精复合的激光跟踪实验。实验结果显示,当通信终端系统跟踪最大振动加速度为0.22°/s2的振动平台时,跟踪目标平稳性较好,单独采用粗跟踪时误差为60 μrad,采用粗精复合跟踪时位置误差可以达到2 μrad。实验结果表明,空间激光通信系统中单探测器复合跟踪技术的设计满足了系统跟踪精度的要求,为激光通信控制系统的设计提供了一定的参考。     

太阳直射对GEO卫星和地面站通信的影响

为了分析太阳辐射对卫星光通信系统造成的影响,对GEO卫星和地面站通信时,外表面接收的太阳直接辐射进行理论分析,得出计算表达式;通过STK软件仿真分析了太阳直射对GEO和地面站通信时的可通率,仿真结果表明,当太阳-地面站与GEO夹角为3度且地面站为阿里时,太阳对GEO和阿里通信时的全年直射时间为1187分钟,可通率为99.7741。地面站为海南时,太阳对GEO和海南通信时的全年直射时间为1168分钟,可通率为99.7777。地面站为喀什时,太阳对GEO和喀什通信时的全年直射时间为1201分钟,可通率为99.7714。地面站为云南时,太阳对GEO和云南通信时的全年直射时间为1181分钟,可通率为99.7753。对地面站来说,太阳直射一般出现在北京时间的下午14:00-15:00之间。每次持续时间不超过30分钟。上述结果对建立可靠的深空通信链路具有十分重要的意义。