本文關鍵詞：基于聲光偏轉器的衛(wèi)星光通信收發(fā)系統(tǒng)特性研究

  更多相關文章： 衛(wèi)星光通信 聲光偏轉器 色散效應 入射角偏差 AOD并聯(lián)

【摘要】：以激光為信息載波的衛(wèi)星光通信技術因其極高的數(shù)據(jù)率和安全性已成為當前的熱門研究領域。跟瞄系統(tǒng)是建立光通信鏈路和保證通信質量的關鍵。通常跟瞄系統(tǒng)采用粗精瞄復合式執(zhí)行機構,但這種結構的尺寸、重量、功耗皆難以降低,光學系統(tǒng)粗精瞄同軸裝調(diào)、軟件粗精瞄協(xié)同控制算法都較復雜。高精度、高帶寬、較大偏轉范圍的聲光偏轉器(AOD)為衛(wèi)星光通信跟瞄系統(tǒng)提供了新的解決途徑。但聲光偏轉器是色散器件,不同波長的光束對向通過聲光偏轉器后其光路不重合,這將造成收發(fā)光束同軸度誤差。此外,入射至聲光偏轉器的光束入射角的變化會引起超聲工作頻帶內(nèi)衍射效率曲線的變化,從而收發(fā)光強起伏會對通信質量產(chǎn)生影響。所以研究聲光偏轉器色散特性及光束入射角對衛(wèi)星光通信系統(tǒng)收發(fā)特性的影響有著重要意義。本文具體工作如下:研究了聲光偏轉器色散特性對衛(wèi)星光通信系統(tǒng)收發(fā)光束同軸度的影響。實驗驗證了波長相同的光束對向通過聲光偏轉器時其光路是可逆的。通過求解Dixon方程組獲得了偏轉角與波長的關系,得到了系統(tǒng)收發(fā)光束同軸度誤差隨超聲工作頻率的變化規(guī)律。研究了聲光偏轉器光束入射角對衛(wèi)星光通信系統(tǒng)收發(fā)光強的影響。建立了高斯光束和非平面超聲波條件下反常聲光互作用耦合波方程,在空頻域下利用傳遞函數(shù)方法獲得了聲光偏轉器衍射光強隨超聲工作頻率的變化規(guī)律,分析了光束入射角對這種光強起伏規(guī)律的影響。實驗研究驗證了理論分析的正確性。提出了使用聲光偏轉器的發(fā)射光路采用聲光寬帶匹配模式,而接收光路采用非寬帶匹配模式來滿足光通信發(fā)射端大偏轉角,接收端大視場角的需求。針對聲光偏轉器色散特性引起的收發(fā)光束同軸度誤差,提出了AOD并聯(lián)式跟瞄系統(tǒng)設計。針對聲光偏轉器衍射光強在超聲工作頻帶內(nèi)的起伏,建立了一種隨超聲頻率同步調(diào)整超聲功率來穩(wěn)定衍射光強的方法。分析了超聲頻率高速切換時造成的衍射光束混疊現(xiàn)象的可能性。本文研究工作對今后聲光偏轉器在衛(wèi)星光通信跟瞄系統(tǒng)中的實際應用提供了參考依據(jù)。
【關鍵詞】：衛(wèi)星光通信 聲光偏轉器 色散效應 入射角偏差 AOD并聯(lián)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN927.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-11
• 1.2 聲光偏轉器研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 聲光衍射基本原理及分類11-15
• 1.2.2 聲光偏轉器應用于衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 聲光偏轉器色散特性對系統(tǒng)收發(fā)光束同軸度影響研究18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 聲光偏轉器光束偏轉角度分析18-24
• 2.3 聲光偏轉器光路可逆實驗驗證24-28
• 2.3.1 實驗方案24-27
• 2.3.2 實驗結果與分析27-28
• 2.4 聲光偏轉器色散特性對收發(fā)光束同軸度的影響28-30
• 2.4.1 收發(fā)光波長差異引起的同軸度誤差28-30
• 2.4.2 影響光波長的因素30
• 2.5 本章小結30-31
• 第3章 聲光偏轉器光束入射角對系統(tǒng)收發(fā)光強影響研究31-53
• 3.1 引言31-32
• 3.2 聲光偏轉器衍射光強起伏分析32-37
• 3.2.1 平面光與平面聲波相互作用33-34
• 3.2.2 高斯光束與非平面聲波相互作用34-37
• 3.3 光束入射角對衍射光強起伏影響分析37-38
• 3.4 光束入射角對衍射光強起伏影響實驗驗證38-52
• 3.4.1 實驗方案38-41
• 3.4.2 聲光偏轉器晶體外形參數(shù)分析41-43
• 3.4.3 實驗結果與誤差分析43-52
• 3.5 本章小結52-53
• 第4章 基于聲光偏轉器的跟瞄系統(tǒng)設計及控制方法研究53-60
• 4.1 引言53
• 4.2 基于聲光偏轉器的并聯(lián)式跟瞄系統(tǒng)設計53-57
• 4.2.1 聲光偏轉器對偏振光匹配模式分析53-55
• 4.2.2 AOD并聯(lián)式跟瞄系統(tǒng)55-57
• 4.3 最優(yōu)超聲功率穩(wěn)定系統(tǒng)收發(fā)光強方法57-58
• 4.4 聲光偏轉器衍射光混疊現(xiàn)象分析58-59
• 4.5 本章小結59-60
• 結論60-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果66-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 唐多強,張海斌,胡鴻璋,林林,耿凡;集成光學聲光可調(diào)諧濾波器的溫度特性及其精密數(shù)字控制[J];中國激光;2003年07期

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本文編號：647869