空間激光通信系統(tǒng)有很多的優(yōu)點(diǎn),如體積小、通信容量大、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等,從而成為近年來研究的熱點(diǎn)。通信的前提條件是建立快速穩(wěn)定的激光通信鏈路,但是由于激光的光束非常窄,點(diǎn)對點(diǎn)通信難度大且受到通信信道中干擾因素的影響,使得對光束的捕獲、對準(zhǔn)及跟蹤（Acquisition,Pointing and Tracking,APT）工作顯得尤為重要,主要工作如下:1、論述了 APT精跟蹤系統(tǒng)光斑位置檢測單元常用的三種器件、光斑位置檢測性能影響因素以及基于高斯分布的中心定位算法。研究了使用卡塞格林望遠(yuǎn)系統(tǒng)作為光學(xué)天線,在四象限探測器光敏面上形成環(huán)形光斑時的檢測誤差問題。推導(dǎo)了入射環(huán)形光斑偏移量與光斑中心坐標(biāo)、探測器死區(qū)寬度和環(huán)形光斑內(nèi)外圓半徑間的數(shù)學(xué)模型,并對其進(jìn)行仿真分析。提出了環(huán)形光斑誤差補(bǔ)償算法來克服光斑中心遮擋導(dǎo)致的位置檢測誤差。2、設(shè)計(jì)了基于四象限探測器的環(huán)形光斑位置檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),驗(yàn)證了卡塞格林光學(xué)天線副鏡遮擋下的環(huán)形光斑遮光比問題和環(huán)形光斑誤差補(bǔ)償算法的正確性,搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺,包括硬件結(jié)構(gòu)平臺和軟件環(huán)境平臺。3、設(shè)計(jì)了精跟蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中采用的PI控制算法,但由于PI控制算法下的系... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

天地一體激光通信網(wǎng)絡(luò)Fig.1-1TheEarthandearthlasercommunicationnetwork

2 空間激光通信 APT 系統(tǒng)間激光通信APT系統(tǒng)間激光通信系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)各司其職完成通信工作，一般由激光光源、、通信單元以及 APT 光束控制單元組成，通過大氣信道后進(jìn)行雙端通信通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時必須考慮各模塊的復(fù)雜度以及物力成本。間激光通信系統(tǒng)概述型的無線激光通信系統(tǒng)如圖 2-1 所示。大致工作過程為：通信單元使用編輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼，編碼完成后將信息調(diào)制到信號光上，APT 系統(tǒng)控制光線進(jìn)行發(fā)射，對方通信終端對光束進(jìn)行捕獲、對準(zhǔn)和跟蹤，接收到信號光技術(shù)將信息解調(diào)出來，最終在通信終端上進(jìn)行顯示。當(dāng)然，整個通信系統(tǒng)沒有描述的如此簡單，會面臨各種各樣的技術(shù)問題，需要我們有針對性的。

為粗精復(fù)合軸雙探測器控制結(jié)構(gòu)，包括信標(biāo)發(fā)射接收單元、光電探測單中心控制單元。傳輸視頻和語音信息的通信單元涉及到的技術(shù)包括光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、信號技術(shù)和大氣信道干擾抑制技術(shù)等，采用市面上功能完備的設(shè)備來降低設(shè)般包括視頻編碼器、程控交換機(jī)、反向網(wǎng)橋、主控單元、以太網(wǎng)接入模路和光電探測電路等，可以降低設(shè)計(jì)難度，為系統(tǒng)工作中存在的復(fù)雜及爭取了時間。T系統(tǒng)工作原理PT系統(tǒng)工作流程激光通信中的 APT 控制系統(tǒng)研究對系統(tǒng)的整體性能產(chǎn)生重要的影響，A精探測器光斑位置誤差檢測單元，光束指向伺服單元以及中心控制系統(tǒng)器、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、光斑位置探測器、光學(xué)收發(fā)天線、光束指向控制云的工作流程如圖 2-2 所示，主要分為三個階段：光束初始捕獲階段、光以及光束跟蹤階段。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于四象限探測器的光斑中心高精度定位算法[J]. 郭小康,張彥梅,賀仕杰.  激光與紅外. 2017(11)
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博士論文
[1]滑模變結(jié)構(gòu)控制中抖振的特性研究與抑制[D]. 申宇.西安電子科技大學(xué) 2012
[2]無線激光通信中ATP關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 溫濤.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
[3]滑模變結(jié)構(gòu)控制理論及其在倒立擺系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 張克勤.浙江大學(xué) 2003

碩士論文
[1]滑模變結(jié)構(gòu)控制理論在非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 張豐.沈陽理工大學(xué) 2013
[2]永磁無刷直流電機(jī)滑模變結(jié)構(gòu)控制[D]. 劉均華.天津大學(xué) 2005



本文編號：3296701