自由空間光(FSO)通信技術(shù)是構(gòu)建高速無線通信鏈路的關(guān)鍵技術(shù)之一,具有通信速率極高、抗電磁干擾、安全性強、終端尺寸小、重量輕等優(yōu)點。該技術(shù)利用窄激光束在自由空間中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,因此距離較遠(yuǎn)的兩個通信節(jié)點之間實現(xiàn)對準(zhǔn)跟蹤從而建立穩(wěn)定的雙向通信鏈路是較為困難的。傳統(tǒng)的FSO系統(tǒng)是通過在通信系統(tǒng)兩端配置高精度的捕獲、對準(zhǔn)、跟蹤(APT)系統(tǒng)來建立雙向通信鏈路。然而,APT系統(tǒng)在一定程度上會增加通信鏈路終端尺寸、重量和功耗,降低終端的有效載荷。針對這一問題,一種基于調(diào)制回復(fù)反射器(MRR)的非對稱FSO系統(tǒng)被提出,并得到了快速的發(fā)展。該MRR FSO系統(tǒng)是將傳統(tǒng)FSO系統(tǒng)通信鏈路的一個光收發(fā)機終端替換為MRR端,無需部署APT系統(tǒng)和激光器,從而減小該終端尺寸、重量和功耗。本文的研究工作主要圍繞MRR FSO系統(tǒng)原理及設(shè)計方案展開,具體內(nèi)容詳述如下:首先,本文詳細(xì)論述了 MRR FSO技術(shù)的基本原理與系統(tǒng)構(gòu)成;介紹了系統(tǒng)中各部分組件的技術(shù)要點,并給出了 MRR FSO系統(tǒng)中各部分器件的選配條件;分析了 MRR器件中常用的光學(xué)調(diào)制器的調(diào)制原理,并對其調(diào)制特性進(jìn)行實驗研究。其次,分析了大氣湍流對激光信號傳輸?shù)挠绊?并建立了激光信號在大氣信道中傳輸?shù)男诺滥Ｐ�。并對MRR FSO系統(tǒng)的全雙工調(diào)制解調(diào)方案進(jìn)行了理論研究和性能分析。最后,根據(jù)當(dāng)前所具備的實驗條件以及器件選配過程中存在的實際問題,設(shè)計了 MRRFSO系統(tǒng)中光收發(fā)機和MRR端方案,搭建了基于光纖通信器件的高速上行鏈路和采用聲光調(diào)制器(AOM)的下行鏈路。在大氣湍流模擬箱內(nèi)對短距離MRRFSO系統(tǒng)進(jìn)行了初步功能驗證,并在真實大氣湍流環(huán)境中搭建長距離MRR FSO實驗系統(tǒng),對系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)進(jìn)行測試。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

基于PD直接鍋合的FSO系統(tǒng)

端而構(gòu)成的一個非對稱ＦＳＯ系統(tǒng)，并使之具備雙工通信功能。??２．?１．?１傳統(tǒng)ＭＲＲ?ＦＳＯ系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)??傳統(tǒng)的ＭＲＲ?ＦＳＯ系統(tǒng)兩端主要由光收發(fā)機端和ＭＲＲ端組成，如圖２．?１所示是該系統(tǒng)的基??本結(jié)構(gòu)示意圖。光收發(fā)機端由光源模塊、共用天線模塊、信號處理模塊以及光探測器模塊四??部分組成；ＭＲＲ端由ＭＲＲ模塊、共用天線模塊、信號處理模塊以及光探測器模塊四部分組成。??其中，光收發(fā)機端的共用天線模塊與ＭＲＲ端的共用天線模塊的功能類似，但器件組成有很大??的差異性。在該系統(tǒng)中，光收發(fā)機端向ＭＲＲ端發(fā)射帶有調(diào)制信號的激光光束，實現(xiàn)ＭＲＲＦＳＯ??系統(tǒng)的上行鏈路；ＭＲＲ端的光探測器將其中的一部分光束進(jìn)行解調(diào)并恢復(fù)數(shù)據(jù)信息，另一部??分光束經(jīng)ＭＲＲ模塊二次調(diào)制后逆向反射回光收發(fā)機端，實現(xiàn)系統(tǒng)的下行鏈路。ＭＲＲＦＳＯ系統(tǒng)??充分利用ＭＲＲ模塊中逆向反射器的逆向反射特性，使得ＭＲＲ端具有無需激光器和復(fù)雜的ＡＴＰ??模塊，尺寸小、功耗低及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點［６°］。由于ＭＲＲＦＳＯ系統(tǒng)中的信號處理模塊硬件電路??的多樣性、易用性，故在本章范圍內(nèi)不對該部分模塊的具體原理及設(shè)計方案進(jìn)行詳述。??

?杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文???的信號交與信號處理模塊進(jìn)行后續(xù)處理，完成ＭＲＲＦＳＯ通信系統(tǒng)上行鏈路信息傳輸。另外一??部分光束經(jīng)ＭＲＲ器件再調(diào)制后反射回原始信道中，由光收發(fā)機端接收機部分接收，完成ＭＲＲ??ＦＳＯ通信系統(tǒng)下行鏈路信息傳輸。其中，ＭＲＲ器件一般由空間光調(diào)制器以及無源逆向反射器??組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖２．?３所示。目前常見的空間光調(diào)制器主要有基于電光效應(yīng)的電光調(diào)制??器、基于聲光效應(yīng)的聲光調(diào)制器和全光調(diào)制器等。常見的無源逆向反射器有貓眼反射器（Ｃａｔ’ｓ??ｅｙｅ?ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ，?ＣＥＲ）、角錐棱鏡（Ｃｏｍｅｒ?ｃｕｂｅ?ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ，?ＣＣＲ）等Ｃ光調(diào)制器和無源逆向反射器??具體內(nèi)容見２．?１．?２節(jié)和２．?２節(jié)）。??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2854245