發(fā)布時(shí)間：2020-10-28 00:19

　　 捕獲、瞄準(zhǔn)與跟蹤(APT)技術(shù)是空間激光通信中核心的技術(shù)之一。針對(duì)APT系統(tǒng)中粗跟蹤機(jī)械伺服轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗高、機(jī)械慣量、控制復(fù)雜等不足,以及空間激光通信中多目標(biāo)的動(dòng)態(tài)跟瞄問(wèn)題,本文主要對(duì)基于硅基液晶的激光束智能控制技術(shù)進(jìn)行了研究。首先從液晶的結(jié)構(gòu)類型、液晶的電控雙折射效應(yīng)出發(fā)介紹了液晶空間光調(diào)制器的相位調(diào)制原理,硅基液晶的基本結(jié)構(gòu)。提出了通過(guò)硅基液晶空間光調(diào)制器模擬菲涅耳波帶透鏡的相位分布實(shí)現(xiàn)光束會(huì)聚,并在相位圖中疊加位移相位因子實(shí)現(xiàn)光束二維偏轉(zhuǎn)的方法,建立該方法下的物理模型,計(jì)算理論光束偏轉(zhuǎn)角度。同時(shí)分析了單光束控制模式下的光束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)各個(gè)參數(shù)指標(biāo)的影響因素,包括衍射效率、偏轉(zhuǎn)精度以及響應(yīng)時(shí)間。搭建了基于硅基液晶空間光調(diào)制器的光束偏轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的平臺(tái),結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可行性。在保證衍射效率和偏轉(zhuǎn)精度的前提下,系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)范圍、偏轉(zhuǎn)角度的連續(xù)性和均勻性等均有顯著提高。最后對(duì)多種多光束控制方法進(jìn)行研究,基于硅基液晶空間光調(diào)制器的多光束控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提出了分區(qū)域控制的多光束控制方法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了分區(qū)域控制的多光束控制方法的可行性。上述研究為下一步空間激光通信中粗跟蹤系統(tǒng)掃描和多目標(biāo)動(dòng)態(tài)跟蹤奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

空間激光通信是指利用激光束作為載波在空間直接進(jìn)行信息傳輸?shù)囊环N技術(shù)。于射頻通信具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）通信頻帶寬（2）通信激光束散角�。�3）抗干擾截獲能力強(qiáng)（4）光學(xué)增益大，信息容量大（5）輕小型，低功耗。所以它是空間傳輸最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)途徑，也是安全保密性要求較高的軍用通信的重要手段，進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展[1]。激光通信速率變得越來(lái)越高，通信模式也越來(lái)越豐富，立體空間覆蓋[2-4]。信息時(shí)代的到來(lái)，高速率信息傳輸必然成為通信領(lǐng)域的發(fā)展方向間激光通信將扮演通信領(lǐng)域越來(lái)越重要的角色。美國(guó)、日本、歐空局（ESA）等技術(shù)強(qiáng)國(guó)早在上世紀(jì)六十年代就開始對(duì)其進(jìn)行深入研究，已經(jīng)建立了相對(duì)全面的與評(píng)估系統(tǒng)和地面通信站[5-7]。國(guó)內(nèi)許多科研院校雖然已經(jīng)開展了星間與星地激光、抗強(qiáng)背景光探測(cè)、大氣信道特性、相干探測(cè)等方面的研究，但研究起步較晚，其關(guān)鍵技術(shù)的深入探討和難點(diǎn)突破已經(jīng)迫在眉睫。圖 1.1 所示為包含多種通信模式由空間激光通信網(wǎng)絡(luò)圖�？臻g激光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)取決于具體的速率、誤碼率、距離對(duì)運(yùn)動(dòng)速率、背景光、振動(dòng)、大氣信道等條件�？臻g激光通信系統(tǒng)的構(gòu)成包括：（1機(jī)分系統(tǒng)（2）通信分系統(tǒng)（3）APT（捕獲、瞄準(zhǔn)與跟蹤）分系統(tǒng)（4）總控分系]。APT 分系統(tǒng)是建立通信鏈路的前提，也是一個(gè)主要的技術(shù)難點(diǎn)。

圖 1.2 聲光偏轉(zhuǎn)器件的控制原理電光偏轉(zhuǎn)器件中的液晶器件與體全息光柵等角度放大轉(zhuǎn)，具備功耗低、衍射效率高、精度較高、同時(shí)可實(shí)更滿足激光通信的要求。偏轉(zhuǎn)控制技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀晶空間光調(diào)制器的研究相對(duì)較早，最早是在上個(gè)世紀(jì)aytheon）公司成功演示了首個(gè)液晶空間光調(diào)制器的使維液晶光學(xué)相控陣[12]，如圖 1.3 所示。

圖 1.2 聲光偏轉(zhuǎn)器件的控制原理偏轉(zhuǎn)器件中的液晶器件與體全息光柵等角度具備功耗低、衍射效率高、精度較高、同時(shí)足激光通信的要求�？刂萍夹g(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀間光調(diào)制器的研究相對(duì)較早，最早是在上個(gè)on）公司成功演示了首個(gè)液晶空間光調(diào)制器晶光學(xué)相控陣[12]，如圖 1.3 所示。
【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 趙馨;宋延嵩;佟首峰;劉云清;;空間激光通信捕獲、對(duì)準(zhǔn)、跟蹤系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演示實(shí)驗(yàn)[J];中國(guó)激光;2014年03期

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2 吳志勇;激光雷達(dá)液晶相控陣波控器研究[D];電子科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2859288