【摘要】：隨著空間技術(shù)的發(fā)展,具有高速率、輕小型以及保密性好的空間激光通信,已經(jīng)成為空間信息傳輸中最有潛力的通信方式。在空間激光通信中,由于激光束散角較小,同時在遠距離、雙端高速運動情況下實現(xiàn)光軸的精確對準(zhǔn)難度很大。本文首先介紹了國內(nèi)外空間激光通信的發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了APT分系統(tǒng)的工作原理、關(guān)鍵技術(shù)及其性能,在此基礎(chǔ)上研究了幾種可用于光斑位置檢測的方法,重點分析了它們的工作原理和優(yōu)缺點。為了簡化通信系統(tǒng)的體積以及提高跟蹤精度,提出了基于激光章動技術(shù)的光斑位置檢測系統(tǒng)。研究了激光章動技術(shù)實現(xiàn)光斑脫靶量的計算流程,分析了不同章動幅度、采樣頻率、章動頻率對脫靶量精度的影響。建立了光斑脫靶量計算的仿真模型,利用Matlab進行了仿真分析。理論計算結(jié)果表明,光斑脫靶量的檢測精度在0.02μm左右,對應(yīng)的角精度為1.1μrad,滿足系統(tǒng)對跟蹤精度的要求。深入研究了激光章動系統(tǒng)的各個單元,設(shè)計并完成了硬件電路設(shè)計與調(diào)試工作。在實驗室內(nèi)搭建了實驗測試系統(tǒng),采用1550nm波長,以雪崩光電二極管為探測器,測試激光章動技術(shù)實現(xiàn)光斑脫靶量的精度,同時對影響光斑檢測精度的因素進行了詳細分析與驗證。整個測試結(jié)果表明,光斑脫靶量的檢測精度為0.05μm,對應(yīng)的角精度為2.71μrad,驗證了激光章動技術(shù)用于光斑檢測的可行性,為空間激光通信系統(tǒng)小型化設(shè)計提供了技術(shù)支持。
【圖文】：

空間激光通信天地鏈路示意圖

美國JPL光學(xué)檢驗平臺LTES
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1

【參考文獻】

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本文編號：2655389