本文關(guān)鍵詞：GEO對(duì)地激光通信光端機(jī)遮光罩優(yōu)化研究

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【摘要】：星間、星地激光通信技術(shù)因其抗干擾能力強(qiáng)、信息能量大等優(yōu)點(diǎn),在信息化的科技時(shí)代擁有廣闊的應(yīng)用前景。GEO激光通信系統(tǒng)的光學(xué)天線暴露在衛(wèi)星外部,太陽(yáng)輻射對(duì)光學(xué)天線會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,當(dāng)太陽(yáng)光直接射入光學(xué)主鏡時(shí),光學(xué)系統(tǒng)會(huì)發(fā)生熱變形,光學(xué)元件受損嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接造成通信中斷。雖然采用遮光罩可改善太陽(yáng)熱效應(yīng)對(duì)光學(xué)天線的影響,但尺寸受限的遮光罩效果有限,為解決尺寸問(wèn)題所提出的可展遮光罩已有多所高校及科研單位進(jìn)行研究,但未廣泛實(shí)際應(yīng)用。本文針對(duì)以上問(wèn)題,設(shè)計(jì)出一種應(yīng)用在GEO衛(wèi)星星載激光通信系統(tǒng)上的柵板式遮光罩,基于傳統(tǒng)遮光罩的筒狀結(jié)構(gòu),內(nèi)部安裝平行于光軸的薄柵板,通過(guò)優(yōu)化柵板的高度與間隔距離等重要參數(shù),將太陽(yáng)規(guī)避角度由原來(lái)的22.6°減小到9.6°,通信系統(tǒng)全年因太陽(yáng)規(guī)避造成的通信中斷天數(shù)大大減少,使通信率由93%提高到99.51%,相同通信鏈路下極端高溫、低溫瞬態(tài)工況下太陽(yáng)輻射對(duì)主鏡溫度的影響明顯減弱,主鏡最高溫度下降明顯,一天內(nèi)主鏡最高溫度超過(guò)熱控要求(20℃±5℃)的時(shí)間大大縮短�；究梢詫�(shí)現(xiàn)全年通信,極大限度的縮減了不可通時(shí)間,提高了鏈路的可用性,為我國(guó)激光通信系統(tǒng)的工程應(yīng)用提供了支持和保障。
【關(guān)鍵詞】：激光通信 空間外熱流 柵板式遮光罩 可通率 熱效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-18
• 1.1 課題研究背景及意義7-8
• 1.2 影響空間激光通信系統(tǒng)性能的因素8-10
• 1.2.1 空間環(huán)境8
• 1.2.2 膜系損傷對(duì)激光通信的影響8-10
• 1.2.3 雜散光對(duì)激光通信的影響10
• 1.2.4 光照影響10
• 1.3 遮光罩國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀10-16
• 1.3.1 國(guó)外現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本文的主要工作16-18
• 第二章 GEO激光通信系統(tǒng)光學(xué)天線熱輻射環(huán)境分析18-28
• 2.1 GEO軌道環(huán)境18-19
• 2.2 空間熱源19-22
• 2.2.1 太陽(yáng)輻射20-21
• 2.2.2 天空背景光21-22
• 2.3 空間外熱流分析22-27
• 2.3.1 外熱流計(jì)算方法22-25
• 2.3.2 太陽(yáng)輻射能量計(jì)算25-26
• 2.3.3 空間外熱流仿真分析26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 GEO-地激光通信光端機(jī)遮光罩總體設(shè)計(jì)方案28-35
• 3.1 遮光罩結(jié)構(gòu)對(duì)比28-30
• 3.2 遮光罩對(duì)激光通信系統(tǒng)的影響30-34
• 3.2.1 遮光罩長(zhǎng)度對(duì)激光通信系統(tǒng)可通率的影響30-33
• 3.2.2 遮光罩不同長(zhǎng)度導(dǎo)致光學(xué)鏡面溫度變化對(duì)激光通信影響33
• 3.2.3 遮光罩剛度對(duì)激光通信系統(tǒng)影響33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第四章 GEO激光通信遮光罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35-43
• 4.1 GEO激光通信天線系統(tǒng)35
• 4.2 某GEO激光通信系統(tǒng)光學(xué)天線35-42
• 4.2.1 柵板式遮光罩整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-37
• 4.2.2 柵板式遮光罩技術(shù)指標(biāo)37
• 4.2.3 機(jī)械材料37-38
• 4.2.4 熱控涂層38-39
• 4.2.5 柵板遮擋率39-42
• 4.3 本章小結(jié)42-43
• 第五章 柵板式遮光罩的仿真分析43-52
• 5.1 模態(tài)分析43-45
• 5.2 柵板式遮光罩對(duì)光學(xué)鏡面熱變形影響分析45-47
• 5.3 采用柵板式遮光罩可通率仿真分析47-51
• 5.4 本章小結(jié)51-52
• 第六章 健康監(jiān)測(cè)52-56
• 6.1 溫度監(jiān)測(cè)測(cè)溫原理52
• 6.2 溫度監(jiān)測(cè)方法52-53
• 6.3 試驗(yàn)系統(tǒng)硬件53-55
• 6.3.1 溫度傳感器的選擇53-54
• 6.3.2 通信模塊54
• 6.3.3 控制芯片54
• 6.3.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試54-55
• 6.4 本章小結(jié)55-56
• 第七章 總結(jié)與展望56-58
• 7.1 總結(jié)56
• 7.2 展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 在讀期間取得的成果62

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本文編號(hào)：949708