【摘要】：空間點(diǎn)對點(diǎn)激光通信經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)較為成熟,但是一點(diǎn)對多點(diǎn)同時(shí)激光通信還在研究階段。本文探索一種在有限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)局域激光廣播的有效手段,提出了一種新的通信模式。從光功率優(yōu)化的角度對比分析了激光擴(kuò)束理論模型和平行光幕理論模型,揭示了平行光幕理論的光功率分布模型:通信光功率的遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布與通信距離呈線性關(guān)系。結(jié)合高斯光束光學(xué)成像變換理論對比了柱面鏡光學(xué)系統(tǒng)和鮑威爾棱鏡光學(xué)系統(tǒng),通過光學(xué)設(shè)計(jì)軟件模擬了平行光幕的遠(yuǎn)場場強(qiáng)分布情況,指出了鮑威爾棱鏡光學(xué)系統(tǒng)能夠有效的消除高斯光束的中心熱點(diǎn)和褪色邊緣分布。其次為了解決激光廣播通信系統(tǒng)的多光軸精確校準(zhǔn)問題,探究了一種雙光路掃描視場光學(xué)校準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,并分析了其校準(zhǔn)精度。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并搭建了局部紅外激光廣播通信系統(tǒng),研究了激光發(fā)射系統(tǒng)與激光接收系統(tǒng)的器件選型與優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行了野外通信試驗(yàn),通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,驗(yàn)證了平行光幕理論模型的優(yōu)越性和激光廣播通信的可行性。
【圖文】：

于激光通信技術(shù)，美國、歐洲各國和亞洲一些國家為此投入大量的科研，其中美國是全世界最早開展激光通信技術(shù)研究的國家，從 20 世紀(jì) 70推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（NASAJPL），哥達(dá)德太空飛行中心（NASAGSFC）、麻省實(shí)驗(yàn)室、空軍研究實(shí)驗(yàn)室、彈道導(dǎo)彈防御組織、加州理工大學(xué)等研究機(jī)通信技術(shù)進(jìn)行研究并完成了多個(gè)激光通信的相關(guān)實(shí)驗(yàn)[2]。2006 年，美國大學(xué)的應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室（The Johns Hopkins University Applied tory，簡稱 APL）進(jìn)行了飛艇與地面之間的激光通信，其通信距離可達(dá) 分復(fù)用的通信速率高達(dá) 80 Gbit/s，如圖 1.1 所示。2013 年美國 NASA（auticsand Space Administration，國家航空航天局）完成了月球和地面之間信實(shí)驗(yàn)，通信距離高達(dá) 350 000-400 000 km，，其搭載 LLCD (Lununication Demon-stration)系統(tǒng)其下行激光傳輸速率達(dá) 622 Mbit/s，上行激 20 Mbit/s，如圖 1.2 所示[3]。2014 年，NASA 完成了 OPALS（Op-ticalercomm Science）實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)將高清視頻以 50 Mbit/s 傳輸速率從衛(wèi)星地面接收站，驗(yàn)證了激光通信的有效載荷，如圖 1.3 所示[4]：

于激光通信技術(shù)，美國、歐洲各國和亞洲一些國家為此投入大量的科研，其中美國是全世界最早開展激光通信技術(shù)研究的國家，從 20 世紀(jì) 70推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（NASAJPL），哥達(dá)德太空飛行中心（NASAGSFC）、麻省實(shí)驗(yàn)室、空軍研究實(shí)驗(yàn)室、彈道導(dǎo)彈防御組織、加州理工大學(xué)等研究機(jī)通信技術(shù)進(jìn)行研究并完成了多個(gè)激光通信的相關(guān)實(shí)驗(yàn)[2]。2006 年，美國大學(xué)的應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室（The Johns Hopkins University Applied tory，簡稱 APL）進(jìn)行了飛艇與地面之間的激光通信，其通信距離可達(dá) 分復(fù)用的通信速率高達(dá) 80 Gbit/s，如圖 1.1 所示。2013 年美國 NASA（auticsand Space Administration，國家航空航天局）完成了月球和地面之間信實(shí)驗(yàn)，通信距離高達(dá) 350 000-400 000 km，其搭載 LLCD (Lununication Demon-stration)系統(tǒng)其下行激光傳輸速率達(dá) 622 Mbit/s，上行激 20 Mbit/s，如圖 1.2 所示[3]。2014 年，NASA 完成了 OPALS（Op-ticalercomm Science）實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)將高清視頻以 50 Mbit/s 傳輸速率從衛(wèi)星地面接收站，驗(yàn)證了激光通信的有效載荷，如圖 1.3 所示[4]：
【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】：2019
【分類號(hào)】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666855