卫星光通信中正弦振动对误码率影响研究

首先从理论上分析了正弦振动对卫星光通信中接收误码率的影响。在此基础上,提出并采用了“用计算机控制驱动压电晶体模拟星上振动”,设计模拟实验对理论分析结果进行了验证。最后,对实验中出现的问题给出了解释,并对今后卫星光通信系统的设计提出了建议。     

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.     

一种提高卫星光通信终端发射效率的新方法

在采用同轴反射式光学天线的卫星光通信终端中,发射光束受天线次镜的遮挡,将损失部分能量.为消除次镜遮挡,提高光通信终端的发射效率,提出一种基于衍射光学元件的新方法.该方法利用衍射原理将光束整形为圆环光束,以规避次镜遮挡.按照遮挡比和切断比固定和变化这两类情况进行了仿真设计,前一类仿真结果表明:当遮挡比为15,切断比为1.5时,远场强度峰值提高了40%.后一类情况的仿真结果则表明:遮挡比越大,系统透过率和远场峰值强度越高,远场光束的主瓣宽度和强度峰值相对增量则分别变窄和变低;切断比越大,强度峰值的相对增量也越大.该方法提高了卫星光通信系统发射端的发射效率,同时也改善了接收端的光束质量.     

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。     

海洋大气数据共享服务系统的设计与实现

针对海洋大气数据存储量大、数据异构和存储分散等问题,为促进海洋大气数据开放共享和高效利用,设计和开发一套海洋大气数据共享服务系统。基于面向服务的SOA结构,对数据服务系统THREDDS和图形数据引擎LAS进行深入研究,选用SSM架构进行系统开发,实现数据发布共享、数据查询、数据可视化和数据下载等功能。用户通过浏览器和常用的数据分析软件,无需下载数据就可以在线查看和分析海洋大气数据和数据图形产品。应用实例结果表明,该系统实现了海洋大气数据的集成与交互式数据服务,能够满足用户的数据服务要求。     

简化振动模型下空间光通信系统误码率分析

在空间光通信系统中,由于卫星振动将对系统的误码率产生影响,在探讨振动对误码率影响问题时,应分析不同振动类型的影响问题.侧重分析了正弦振动,并分别对方波、三角波、锯齿波型振动进行了分析.结果表明,对于正弦振动,当振动持续时间为整周期时,误码率仅为振幅的函数,此时误码率随振幅的增加迅速上升,而与振动频率无关;当振动持续时间为非整周期时,误码率随时间的增加而起伏,误码率的改变越来越小,且趋于仅与振幅有关的常数.其它类型的振动也有类似的结果.     

深空光通信扩展信标捕获实验室模拟演示实验

基于CCD的角度偏差检测技术,对深空光通信中扩展信标的捕获机制进行了实验室模拟演示实验研究,获得了较好的演示效果.对实验结果分析表明,对应不同的捕获分辨角,实验得到的捕获概率与理论分析结果呈现相似的变化趋势,同时对捕获完成后系统的瞄准误差进行分析,结果表明瞄准误差在3个像素以内,并分析了误差产生的原因.     

空间光通信的时间平滑实验研究

为了给空间光通信的瞄准捕获跟踪链路的设计提供参考,实验研究了强湍流区的大气闪烁时间平滑效应,并考虑大气闪烁和瞄准抖动误差,分析了空间光通信的跟瞄链路的强度起伏统计规律;在此基础上,分析了时间平滑对链路衰落起伏的改善作用.实验研究结果表明,随着曝光时间的增加,强湍流区的大气闪烁起伏幅度减小,当曝光时间达到几十毫秒时,强湍流区的大气闪烁起伏服从对数正态分布;在确保空间光通信系统的链路跟踪中断概率小于10-3以下,采用时间平滑可以使所需的衰落冗余减少15dB～20dB.     

卫星光通信光学天线轴间距的精确调试

卫星光通信系统的光学天线由物镜和目镜构成,两者在光轴方向的间距对系统的发射和接收性能有重要影响.轴间距通常由干涉仪确定,但干涉仪与光学天线的工作波长不同时会引起镜头组焦距变化,导致物镜和目镜的轴间距存在偏差.为了能利用单波长干涉仪精确调试物镜和目镜的轴间距,本文根据光学天线在干涉测量装置中的程函方程,研究了因波长差异引起的物镜和目镜的轴间距变化量与干涉条纹变化量的相应关系,并据此提出一种能精确调试光学天线物目镜轴间距的方法.提出了几种检验该方法有效性的验证方案,包括实验验证和计算机仿真验证两大类.基于计算机仿真的验证结果表明,卡塞格伦反射式光学天线和透射式光学天线轴间距模拟调试误差分别＜15%和＜3%,仿真误差满足使用要求.     

卫星光通信技术发展及其影响因素分析

论述了卫星光通信技术目前的发展状况、研究意义、技术应用背景和发展趋势,分析了各国卫星光通信技术发展及研究状况,为我国卫星光通信技术的发展提供了一定的借鉴;阐述了空间环境对卫星光信息传输的影响问题,并分析了进行空间环境对卫星光通信器件和终端性能的影响因素,论述了进行研究的必要性。