發(fā)布時間：2020-08-04 15:57

【摘要】：衛(wèi)星激光通信是以光信號作為傳輸信息的載體,在自由空間或大氣中直接傳輸信息的一種無線通信方式�；旧纤械男l(wèi)星激光通信終端都采用對準、捕獲、跟蹤(PAT)技術(shù)完成對信標光斑的捕獲與跟蹤。PAT技術(shù)是保障衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)建立可靠激光通信鏈路的主要技術(shù)手段之一,而對入射光斑進行位置定位檢測的單元是PAT系統(tǒng)中不可缺少的部分。對入射激光光斑位置進行檢測定位時,選取最佳適用的光電位置探測器件顯得尤為重要,其中由于四象限光電探測器與PSD和CCD相比,它具有檢測靈敏度和空間分辨率高、光譜和動態(tài)范圍寬、響應(yīng)速度快等特點,使其越來越多的被應(yīng)用于光斑位置檢測系統(tǒng)中。衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)中,將信標光源從800nm波長改為1550nm波長,使用四象限探測器進行探測可以使信號光和信標光合二為一,從而實現(xiàn)了無信標(窄信標)捕獲跟蹤,使結(jié)構(gòu)輕巧化,其中QD的定位精度直接決定了系統(tǒng)的捕獲性能,并且消除了兩者之間的夾角使系統(tǒng)的同軸性增強。本文調(diào)研了QD在國內(nèi)外激光光斑位置檢測系統(tǒng)中應(yīng)用及發(fā)展,并詳細介紹了QD光斑中心定位算法和QD探測定位精度影響因素的研究現(xiàn)狀;針對現(xiàn)有算法的定位精度不高或者具有較高定位精度但采樣速度較慢以及噪聲溝道等對QD的定位精度影響較大的問題展開了研究。本課題主要研究了QD的工作原理、位置檢測原理以及性能評價參數(shù);重點研究了QD的定位精度影響因素,并詳細介紹了采用QD獲得光斑位置坐標信息的幾種定位計算方法;為了提高采樣速度和光斑位置檢測定位精度以及補償噪聲、溝道等影響因素造成誤差,深入研究了多項式擬合定位算法,在此基礎(chǔ)上,提出了分段正交多項式擬合算法和三次樣條插值與正交多項式擬合相結(jié)合的復(fù)合定位算法,并利用MATLAB軟件對其進行數(shù)值仿真分析,仿真結(jié)果表明,在靠近探測器靶面中心處的新算法的最大位置檢測誤差為10~(-5)mm量級。并通過位移測試實驗結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的直接定位算法相比新算法的最大檢測誤差降低了80.84%,驗證了分段正交多項式擬合算法和三次樣條插值擬合算法的合理性及可行性。
【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】：2019
【分類號】：TN927.2;TN929.1
【圖文】：

圖 1-1 激光半主動制導(dǎo)示意圖[9]頭可以利用雙四象限探測器通過不同的方式對來自不同四象限探測器在對目標進行捕獲時一直可以接收到目標目標，要求其跟蹤視場角較大，通常在 п п 范圍線性跟蹤階段時將被斷開，此時激光導(dǎo)引頭的追蹤視受到外界干擾的可能性降低，系統(tǒng)的探測靈敏度提高。表 1-1 典型激光制導(dǎo)武器性能比較名稱 導(dǎo)彈類型 探測器類型 射程 寶石路 制導(dǎo)炸彈 QD - 銅斑蛇 制導(dǎo)炸彈 QD 4~20km ZSU-23 防空導(dǎo)彈 QD 4km ZSU-23 小型火箭彈 QD 1~6km AGM-65E 空對地導(dǎo)彈 QD 0.6~43.4km

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文術(shù)領(lǐng)域?qū)儆跍y量技術(shù)中的一種非接觸性測量，它是利用高能量激傳輸?shù)牧W效應(yīng)原理而形成穩(wěn)定光學勢阱來控制粒子的技術(shù)的原理圖。光鑷系統(tǒng)在早期的時候是利用 CCD 對粒子反測得到其位置信息，現(xiàn)在一般采用 QD 或 QD 與 CCD 結(jié)合位置進行檢測，滿足了在不同應(yīng)用中對光鑷系統(tǒng)的高檢測[13]。

測器具有位置分辨率高和位置檢測精度高等優(yōu)點使其在精密測泛的運用[19,20]。等人將 PIN 型四象限探測器應(yīng)用于激光干涉三維表面形貌測量涉測量的抗干擾能力，通過對 PIN-QD 的差分信號進行處理得其分辨率可達到 nm 量級[21]。錢建強等人在二維小角度精密測量硅光電探測器作為角度測量元件，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)非接觸式的二態(tài)角范圍在 內(nèi)，其測量的分辨率小于 [22]。光電技術(shù)研究所自主研制的探測器件選用四象限光電探測器的直光管，其全程精度優(yōu)于5''，空間分辨率可達0 1''，測量'']，頻響在 100Hz 左右，工作距離為 3m[23]。Feng QiBo 等人基位置檢測器件的激光準直光路和干涉技術(shù)的思想，提出了一種位參數(shù)同時測量的系統(tǒng)，如圖 1-3 所示。該系統(tǒng)可達到誤差分角度分辨率可達到0 2''，位移分辨率約為3 10 4mm，直線位 10 5mm，線性測量范圍在 1 10 3mm內(nèi)時，俯仰角和偏擺測量角度在 100" 100" 范圍內(nèi)時，滾轉(zhuǎn)角的測量精度小于0

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊永德;李玲;廖文輝;;基于四象限分析的區(qū)域旅游政策的差異性[J];經(jīng)濟研究導(dǎo)刊;2015年09期

2 孫白楊;;基于四象限法的財務(wù)分析[J];中國管理信息化;2010年07期

3 李忠,秦世才,宋樹貴;新型四象限模似乘法器[J];固體電子學研究與進展;1988年04期

4 唐政,張鐘宣;一種基于次開啟特性的CMOS四象限模擬乘法器[J];固體電子學研究與進展;1988年04期

5 謝應(yīng)鑫;;激光脈沖四象限跟蹤噪聲[J];應(yīng)用光學;1989年03期

6 張麗鈞;;老師,請畫出你的“四象限圖”[J];北京教育(普教版);2018年04期

7 王偉;尹文強;;基于四象限分析法的醫(yī)學生醫(yī)患關(guān)系認知研究[J];中國高等醫(yī)學教育;2016年06期

8 甘衢;袁楓朝;;農(nóng)地流轉(zhuǎn)問題中四象限模型理論初探[J];國土資源情報;2006年05期

9 官志勇;;企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者時間管理的現(xiàn)狀及路徑設(shè)計——基于四象限法則的分析[J];中外企業(yè)家;2016年12期

10 徐曉英，林瑩;一種四象限光電定向裝置的實現(xiàn)[J];大學物理實驗;1996年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 郭紅蓮;李兆霖;韓學海;程丙英;張道中;;用光二極管四象限探測器實現(xiàn)光鑷系統(tǒng)中力和位移的測量[A];第五屆全國光學前沿問題研討會論文摘要集[C];2001年

2 張家如;萬敏;聶文杰;周克恩;于真;張蓉;;四象限快速剪切反射鏡跟蹤系統(tǒng)[A];中國工程物理研究院科技年報（1998）[C];1998年

3 郭汝海;邵帥;莊昕宇;馬軍;;四象限探測器對準誤差分析[A];中國光學學會2011年學術(shù)大會摘要集[C];2011年

4 陳培祖;隋國榮;;基于四象限探測器的離焦檢測[A];上海市激光學會2013年學術(shù)年會論文集[C];2013年

5 李學亮;趙涵;吳曉威;張雅琨;孟莉;;大功率四象限整流器的并聯(lián)運行[A];第十七屆中國科協(xié)年會——分7　綜合軌道交通體系學術(shù)沙龍論文集[C];2015年

6 段飛;張華曹;;基于四象限斬波器的多用途智能化模塊[A];中國電工技術(shù)學會電力電子學會第八屆學術(shù)年會論文集[C];2002年

7 魏楓林;母一寧;尚瑞瑞;;基于四象序列的最大熵原則的光軸對準方法[A];第十屆全國光電技術(shù)學術(shù)交流會論文集[C];2012年

8 劉書海;項世法;;四象限光電探測器在高精度激光準直技術(shù)中的應(yīng)用[A];第四屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學術(shù)會議論文集[C];1991年

9 陳云善;;四象限探測器的均勻光斑位置分辨率[A];2015光學精密工程論壇論文集[C];2015年

10 顧黎明;孫葆根;申超波;王曉輝;盧平;王季剛;唐雷雷;;四象限檢測器在合肥光源同步光位置測量中應(yīng)用[A];中國核科學技術(shù)進展報告——中國核學會2009年學術(shù)年會論文集（第一卷·第6冊）[C];2009年

相關(guān)重要報紙文章 前7條

1 ;負載導(dǎo)向鎖定Sun[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2005年

2 曹長汛;納稅服務(wù)需求收集應(yīng)形成制度[N];中國稅務(wù)報;2011年

3 ;負載導(dǎo)向 彰顯設(shè)計巧心思[N];中國電子報;2005年

4 中國上市公司研究院研究員 洪新星 張娟娟;2016年中小板創(chuàng)業(yè)板減持壓力四象限分析[N];證券時報;2016年

5 CPW記者 凡妮;Sun強化增值分銷[N];電腦商報;2005年

6 ;服務(wù)器性價比的“聯(lián)絡(luò)圖”[N];中國電子報;2005年

7 本報記者 李學玲;做精做強 敢為人先[N];中國煤炭報;2007年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 吳佳彬;基于四象限探測器的高精度激光光斑位置檢測技術(shù)研究[D];中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所);2016年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 雷姿姿;衛(wèi)星激光通信四象限探測器精確定位算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

2 林鑫;基于四象限探測器的激光束二維掃描跟蹤系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學;2018年

3 崔明武;基于“四象限模型”的醫(yī)患信任研究[D];西南交通大學;2017年

4 祝寧;四象限交流傳動系統(tǒng)的能量成形與非線性控制[D];青島大學;2014年

5 李文嫻;機器人關(guān)節(jié)力矩伺服電機四象限驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];山東大學;2013年

6 丁寧;基于四象限測探測器的聲音探測方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2017年

7 周洪偉;四象限探測器噪聲測試系統(tǒng)設(shè)計及其應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學;2013年

8 曹健寧;基于四象限探測器的太陽光實時跟蹤技術(shù)研究[D];長春理工大學;2013年

9 郭國輝;黑硅PIN四象限探測器研究[D];電子科技大學;2017年

10 黃詩豐;基于四象限探測器的光纖定位技術(shù)研究[D];南京理工大學;2013年

本文編號：2780766