本文關(guān)鍵詞：空間輻射環(huán)境對小信號光功率放大器的性能影響研究

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【摘要】：衛(wèi)星光通信是衛(wèi)星通信領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向,但是由于其在空間傳輸距離上較遠(yuǎn),傳輸過程沒有中繼放大,使得光信號經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸后損耗很大,造成信息的缺失,因此需要利用前置光功率放大器對接收端的微弱光信號進(jìn)行低噪聲前置放大以保證信息的準(zhǔn)確與穩(wěn)定。因此小信號前置光功率放大器是衛(wèi)星光通信系統(tǒng)接收端中不可缺少的重要器件。應(yīng)用在光通信系統(tǒng)接收端,作為信號光前置功率放大的CEFA(CW Erbium Fiber Amplifier)是摻鉺光纖放大器的一種重要應(yīng)用方式,具有工作長度適應(yīng)、噪聲特性好、與光纖耦合容易、無光偏振關(guān)系、穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn),然而在空間環(huán)境中應(yīng)用時(shí),由于空間輻射等惡劣條件將會(huì)導(dǎo)致其在性能上有所變化,進(jìn)而對接收機(jī)的靈敏度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此,空間輻射環(huán)境對小信號光功率放大器的性能影響已成為一個(gè)急需研究的問題。本論文對空間輻射環(huán)境下CEFA的性能變化這一應(yīng)用基礎(chǔ)問題進(jìn)行研究。首先探討了連續(xù)型摻鉺光纖放大器的應(yīng)用前景,并詳述空間衛(wèi)星光通信以及其研究現(xiàn)狀,分析了各國的研究成果。討論了各種類型的光功率放大器,對空間衛(wèi)星光通信系統(tǒng)中接收端的前置光功率放大器的選擇進(jìn)行簡要的分析,并用簡化的三能級系統(tǒng)對其工作原理及增益特性進(jìn)行研究。其次對空間輻射環(huán)境進(jìn)行分析并建立輻射理論模型,探究空間輻射對光功率放大器中各部件的性能影響,建立輻射條件下的速率方程與功率傳輸方程,從而可以以此分析空間輻射環(huán)境下放大器中光功率的變化情況。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論模型,得出空間衛(wèi)星光通信接收子系統(tǒng)中增益(G)、信噪比(SNR)、噪聲指數(shù)(NF)、誤碼率(BER)等隨輻射總劑量的變化。并且對等劑量輻射條件下不同工作波長的影響性進(jìn)行分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星光通信 空間輻射 光功率放大器 CEFA
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN927.2;TN722.75
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 課題背景8
• 1.2 研究的目的和意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-17
• 1.3.1 當(dāng)前國內(nèi)外衛(wèi)星光通信研究發(fā)展概況9-15
• 1.3.2 空間輻射環(huán)境下?lián)姐s光纖放大器的研究發(fā)展概況15-17
• 1.4 前置光放大器在衛(wèi)星光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用17-18
• 1.5 本文主要內(nèi)容18-19
• 第2章 前置激光放大器的基礎(chǔ)理論19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 光通信系統(tǒng)中前置光放大器的選擇性分析19-23
• 2.2.1 激光放大器種類19-22
• 2.2.2 摻鉺光纖放大器作為前置放大器的優(yōu)勢分析22-23
• 2.3 摻鉺光纖放大器的組成及工作原理23-25
• 2.3.1 摻鉺光纖放大器的基本組成23-24
• 2.3.2 摻鉺光纖放大器的工作原理24-25
• 2.4 摻鉺激光放大器的理論模型分析25-28
• 2.4.1 摻鉺激光放大器的速率方程25-26
• 2.4.2 摻鉺激光放大器的傳輸方程26-28
• 2.5 前置光功率放大器在通信終端中的功能分析28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 空間輻射對前置光功率放大器的影響分析31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 空間輻射環(huán)境31-34
• 3.3 空間輻射對光功率放大器的影響性分析34-35
• 3.3.1 輻射對光電器件的影響34-35
• 3.3.2 輻射對通信系統(tǒng)中主要元件的影響分析35
• 3.4 空間輻射條件下CEFA的理論模型35-40
• 3.4.1 空間輻射條件下CEFA的速率方程35-39
• 3.4.2 空間輻射條件下CEFA的傳輸方程39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 CEFA輻射性能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析41-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)測試儀器需求及參數(shù)41-44
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器需求41-42
• 4.2.2 所選儀器性能42-44
• 4.3 內(nèi)插法測量CEFA的性能參數(shù)44-48
• 4.3.1 信號光光譜分析44-45
• 4.3.2 增益G的測量45-46
• 4.3.3 噪聲指數(shù)NF的測量46-48
• 4.4 實(shí)驗(yàn)測試步驟48-51
• 4.4.1 本底實(shí)驗(yàn)測試48-49
• 4.4.2 輻射實(shí)驗(yàn)測試49-51
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析51-57
• 4.5.1 輻射對輸出功率的影響51-53
• 4.5.2 輻射對增益及噪聲指數(shù)的影響53-54
• 4.5.3 輻射對靈敏度及誤碼率的影響54-56
• 4.5.4 退火后的性能恢復(fù)56-57
• 4.6 可靠性分析及抗輻射性能的建議57-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 高思紅;;影響光纖特性的若干環(huán)境因素[J];環(huán)境技術(shù);2013年06期

2 張更新;甘仲民;;衛(wèi)星通信系列講座之一 衛(wèi)星通信的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(上)[J];數(shù)字通信世界;2007年01期

3 吳從均;顏昌翔;高志良;;空間激光通信發(fā)展概述[J];中國光學(xué);2013年05期

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本文編號：1069056