【摘要】：星地激光通信具有軌道覆蓋面積廣、終端體積小等特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。激光通信的衛(wèi)星終端以GEO衛(wèi)星作為平臺(tái)與地面建立通信鏈路,實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面通信終端之間數(shù)據(jù)的相互傳輸。為了構(gòu)建穩(wěn)定可靠的星地激光通信鏈路,實(shí)現(xiàn)星地激光通信,本文對(duì)GEO-地激光通信跟瞄系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先對(duì)GEO衛(wèi)星的運(yùn)行軌道的環(huán)境進(jìn)行調(diào)研,對(duì)衛(wèi)星振動(dòng)特性以及真空環(huán)境等衛(wèi)星通信時(shí)的工作環(huán)境進(jìn)行分析,從而確定GEO衛(wèi)星激光通信終端的設(shè)計(jì)要求。通過對(duì)系統(tǒng)重要參數(shù)的分析確定系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。對(duì)比現(xiàn)有激光通信跟瞄結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合系統(tǒng)需求,最終確定本課題研究的跟瞄系統(tǒng)選用十字跟蹤架結(jié)構(gòu)。其次針對(duì)多數(shù)傳統(tǒng)跟瞄機(jī)構(gòu)采用的無(wú)刷直流力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式需要電機(jī)不停的工作引起的系統(tǒng)功耗普遍較大的問題提出了一種具有自鎖功能的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。將自鎖功能的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于激光通信的跟瞄系統(tǒng)就可以完成高精度適軸指向,保持光軸始終處于精跟蹤視場(chǎng)內(nèi)的基礎(chǔ)上減小系統(tǒng)功耗、提高系統(tǒng)使用壽命。本文對(duì)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與原理分析。根據(jù)技術(shù)方案建立了精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,通過推導(dǎo)和理論計(jì)算最終確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。完成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)后對(duì)精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件進(jìn)行力學(xué)分析對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證。然后結(jié)合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)激光通信跟瞄系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在跟瞄系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,首先確定跟瞄系統(tǒng)的各個(gè)部分的材料和器件,然后對(duì)跟瞄系統(tǒng)進(jìn)行軸系詳細(xì)設(shè)計(jì),并通過計(jì)算軸系晃動(dòng)誤差分析軸系精度,最后使用模態(tài)分析法對(duì)跟瞄系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。并對(duì)跟瞄系統(tǒng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后本文結(jié)合系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)對(duì)跟瞄系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,結(jié)果表明跟瞄系統(tǒng)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)皆滿足技術(shù)要求。驗(yàn)證了本課題設(shè)計(jì)合理,機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊,關(guān)鍵參數(shù)達(dá)到激光通信的主要技術(shù)指標(biāo)。
【圖文】：

a) b)圖 1.1 LCE 終端及實(shí)驗(yàn)鏈路示意圖a) LCE 終端 b) 實(shí)驗(yàn)鏈路1994 年宇航局 NASA 研制光通信演示器 OCDI 系統(tǒng)驗(yàn)證了激光通信中應(yīng)用的技術(shù)。經(jīng)過一段時(shí)間的研制，，NASA 的 OCD 的第二代 OCDII 誕生了。OCDII 系用波長(zhǎng)為 1550nm 激光實(shí)現(xiàn)了第一代無(wú)法比較的 2.48Gbps 通信速率[7-8]。OCD 系 OCDII 系統(tǒng)如圖 1.2 所示。a) b)圖 1.2 OCD 和 OCDⅡ終端a) OCDI 終端 b) OCDII 終端1995 年彈道導(dǎo)彈防御組織 BMDO(Ballistic Missile Defense Organization)為實(shí)現(xiàn)

stem)計(jì)劃中所采用的通信終端的性能、體積、重量、功耗以及傳輸碼率等方面優(yōu)秀，通信速率達(dá)到了 1Gpbs。實(shí)驗(yàn)的成功為當(dāng)時(shí)激光通信事業(yè)的研究者們提力。a) b)圖 1.1 LCE 終端及實(shí)驗(yàn)鏈路示意圖a) LCE 終端 b) 實(shí)驗(yàn)鏈路1994 年宇航局 NASA 研制光通信演示器 OCDI 系統(tǒng)驗(yàn)證了激光通信中應(yīng)用技術(shù)。經(jīng)過一段時(shí)間的研制，NASA 的 OCD 的第二代 OCDII 誕生了。OCDII 用波長(zhǎng)為 1550nm 激光實(shí)現(xiàn)了第一代無(wú)法比較的 2.48Gbps 通信速率[7-8]。OCD OCDII 系統(tǒng)如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.1;TH132

【參考文獻(xiàn)】

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1 姜會(huì)林;安巖;張雅琳;江倫;趙義武;董科研;張鵬;王超;戰(zhàn)俊彤;;空間激光通信現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)分析[J];飛行器測(cè)控學(xué)報(bào);2015年03期

2 孟立新;趙丁選;張立中;李小明;姜會(huì)林;;激光通信組網(wǎng)用捕跟機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年06期

3 牟吉元;孟立新;張立中;;激光通信光端機(jī)粗跟蹤性能檢測(cè)方法研究[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

4 付強(qiáng);姜會(huì)林;王曉曼;劉智;佟首峰;張立中;;空間激光通信研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];中國(guó)光學(xué);2012年02期

5 呂春雷;佟首峰;姜會(huì)林;張?jiān)品?;深空激光通信的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年01期

6 譚立英;吳世臣;韓琦琦;馬晶;;潛望鏡式衛(wèi)星光通信終端的CCD粗跟蹤[J];光學(xué)精密工程;2012年02期

7 王濤;朱明超;

本文編號(hào)：2673521