發(fā)布時間：2020-09-10 14:22

　　 空間激光通信技術(shù)是如今新興起的一種通信技術(shù),憑借其信息容量大、傳輸數(shù)率高、抗電磁干擾等優(yōu)勢,無論在星間組網(wǎng)方面,還是空潛通信方面,都有著重要的研究和應(yīng)用價值,尤其在地面空間激光通信方面的研究及成果頗多。然而,制約空間激光通信發(fā)展的一大問題,即收發(fā)系統(tǒng)的對準(zhǔn)問題,至今仍然困擾著諸多國內(nèi)外研究學(xué)者。所以,開展對空間激光通信系統(tǒng)精確、快速對準(zhǔn)的研究意義重大。本文從擴(kuò)大空間激光通信接收視場角考慮,提出采用多孔徑和離焦兩種方式,在保證鏈路接收能量滿足通信所需的前提下,提高離焦接收能量,進(jìn)而增大激光通信最大接收視場角,降低對準(zhǔn)難度。采用理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)仿真的方法,推導(dǎo)并設(shè)計(jì)了離焦接收系統(tǒng)模型、多孔徑發(fā)射模型和多孔徑接收孔徑平滑模型。實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明,當(dāng)系統(tǒng)離焦量為0.34mm時,系統(tǒng)的最大通信接收視場角能達(dá)到1.12mrad,是未離焦情況下的2.7倍,并且實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果與理論推導(dǎo)之間的最大誤差不超過48μrad,在誤差允許范圍內(nèi),從而驗(yàn)證了理論的可行性。多孔徑發(fā)射和接收的仿真則證明了相對于單發(fā)單收,多發(fā)多收能較好地緩解大氣湍流引起的光強(qiáng)閃爍等問題。對未來空間激光通信接收視場角方面的研究提供了一定的理論及數(shù)據(jù)指導(dǎo)。
【學(xué)位單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

b)圖 2.1 離焦成像模型示意圖a) 理想離焦光學(xué)系統(tǒng)圖 b) 探測器面光斑圖光學(xué)系統(tǒng)模型圖 1(a)分析可知，離焦光斑半徑0r 與接離焦量大小 Δx 有關(guān)，當(dāng)探測器處于焦平面前 Δx 處的到光學(xué)接收系統(tǒng)的像面離焦光斑半徑模型02D xrfδ Δ= + 設(shè)計(jì)中焦平面圓斑半徑，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)越理想，δ 發(fā)，光線在焦面處匯聚成一個理想點(diǎn)，即02D xrf Δ≈ D = 50mm，焦距 f = 150mm，探測器半徑 r = 31.2

汗獍卟糠指哺翹講餛髏婧凸獍咄耆鄒哺翹講餛髏妗Ｍ?2.2 不同離焦量和視場下的光斑示意圖2.2.1 光斑部分覆蓋探測器面當(dāng)光斑部分覆蓋探測器面時，光斑與探測器重疊面積 S 如圖 2.3 所示。圖 2.3 光斑與探測器重疊面積示意圖其中0AB = BC = r（光斑半徑）， AD = DC = r（探測器半徑），設(shè)光斑中心到探測器面中心的長度為BD = a，1∠C BD = θ，2∠C DB = θ，AE = EC = z，BE = x

圖 2.2(b)和圖 2.2(c)依次表示隨著離焦量的擴(kuò)大，同一視場下光斑，圖 2.2(c)和圖 2.2(d)表示相同離焦量時，不同視場下的光斑與探測根據(jù)光斑占探測器面的面積大小，可以分兩種情況討論：光斑部分斑完全覆蓋探測器面。圖 2.2 不同離焦量和視場下的光斑示意圖分覆蓋探測器面部分覆蓋探測器面時，光斑與探測器重疊面積 S 如圖 2.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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5 李U

本文編號：2815923