隨著現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,對(duì)高速率、遠(yuǎn)距離星間信息傳輸?shù)男枨笈c日俱增,由于射頻通信的傳輸速率已經(jīng)成為空間信息高速傳輸?shù)钠款i,所以迫切需要一種能夠提高空間信息傳輸速率,倍增空間信息傳輸容量的新通信模式,相干光通信是解決上述需求的有效途徑,將會(huì)成為未來(lái)空間信息傳輸?shù)陌l(fā)展方向。零差相干探測(cè)作為相干光通信一個(gè)重要環(huán)節(jié),通過(guò)本振光跟蹤信號(hào)光的方式,在“零”中頻下還原基帶信號(hào),實(shí)現(xiàn)接收端對(duì)發(fā)射信號(hào)的解調(diào),完成空間信息傳遞。實(shí)際應(yīng)用中,受到鎖相環(huán)路機(jī)理和外部因素影響,一方面導(dǎo)致環(huán)路不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)“寬”范圍頻率捕獲和“高”精度位相跟蹤,另一方面導(dǎo)致接收機(jī)高速通信時(shí)探測(cè)靈敏度衰退,不能獲得很好的通信性能。如何實(shí)現(xiàn)適用于星間鏈路要求的鎖相系統(tǒng)是相干探測(cè)首先要解決的問(wèn)題。本文針對(duì)上述技術(shù)難點(diǎn)開(kāi)展了基于聲光移頻器（Acousto-Optic Frequency shifter,AOFS）調(diào)諧方式的星間零差相干激光通信探測(cè)技術(shù)研究。以星間激光通信為應(yīng)用背景,對(duì)比了激光通信中強(qiáng)度調(diào)制直接探測(cè)體制和相干探測(cè)體制,分析了不同探測(cè)體制下的靈敏度影響因素,與“直接探測(cè)”系統(tǒng)和“全數(shù)字相干”系統(tǒng)相比,“模擬相干”系統(tǒng)器件相對(duì)成... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：166 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

“高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”項(xiàng)目研發(fā)目標(biāo)由于“高分辨衛(wèi)星”主要集中在中地球軌道（MediumEarthOrbit，MEO）和低地球軌道（LowEarthOrbit，LEO）上，因此如果將MEO衛(wèi)星和LEO衛(wèi)星上的數(shù)據(jù)傳回

運(yùn)載 2 號(hào)上發(fā)射，這次實(shí)驗(yàn)盡管通信沒(méi)有成了第一手資料[51-53]。1996 年，TT 公司主導(dǎo)的 Gbps ，通信距離20~30 km 。1999 年，TT通信距離為50~500 km ，通信速率同樣為1鏈路的載荷捕獲、對(duì)準(zhǔn)、跟蹤（acquisition poGbps，通信距離15~100 km ，誤碼率-91 × 10，信標(biāo)光和通信光分別為810 nm 和1550 nm[光通信演示（Lunar Laser Communication D星與地面雙向激光通信，通信最遠(yuǎn)距離400上行鏈路傳輸速率20 Mbps，該通信距離是有.5 W ，束 角15 μ rad，整體質(zhì)量?jī)H有30.7 半，功率降低25% ，終端光模塊如圖 1.2 所發(fā)射孔徑15 cm ，接收孔徑40 cm ，系統(tǒng)框架遠(yuǎn)距離激光通信能力，為未來(lái)空間光信息的傳

圖 1.3 “LLCD”實(shí)驗(yàn)地面終端系統(tǒng)間相干激光通信領(lǐng)域，林肯實(shí)驗(yàn)室于 1994 年首次實(shí)現(xiàn)了基于外差的相實(shí)驗(yàn)，證明了空間相干激光通信方案的可行性[62]。Laser Intcsion Experiment （LITE）實(shí)驗(yàn)裝置使用半導(dǎo)體激光器，功率30 mW ，00 mm ，通信速率220 Mbps ，鏈路長(zhǎng)度40000 km[63]。1999 年，JPL下的量子極限探測(cè)進(jìn)行了理論研究[64]，同年林肯實(shí)驗(yàn)室基于各種相干的平臺(tái)振動(dòng)，通信誤碼等進(jìn)行了性能分析，提出發(fā)射前端激光功率自信距離3000 km ，通信速率2 Gbps時(shí)，誤碼率達(dá)到-61 × 10。佛羅里達(dá)關(guān)研究，他們的相干檢測(cè)系統(tǒng)針對(duì)大氣擾動(dòng)和相對(duì)位移而造成的相位為空間相干激光通信系統(tǒng)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)[65]。2003 年，美國(guó)勞倫斯實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）將相干探測(cè)學(xué)相結(jié)合，使用光纖激光器，光放大器和高速空間光調(diào)制器等，在接息相位校正，令自適應(yīng)光學(xué)可以應(yīng)用在強(qiáng)湍流的惡劣條件下[66,67]。對(duì)未來(lái)星間激光通信的發(fā)展方向進(jìn)行了提前部署。計(jì)劃在 2020 年左右速通信，同時(shí)建成天基網(wǎng)絡(luò)，滿足既快又準(zhǔn)，互通互聯(lián)的現(xiàn)代信息戰(zhàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]星間高速相干激光通信系統(tǒng)中的光學(xué)鎖相環(huán)技術(shù)[J]. 常帥,佟首峰,姜會(huì)林,劉洋,宋延嵩,董毅,董科研,董巖,張鵬,南航.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]衛(wèi)星光通信系統(tǒng)振動(dòng)源的模擬設(shè)計(jì)[J]. 劉洋,宋延嵩,佟首峰,常帥,于笑楠,安喆.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(12)
[4]空間激光通信一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光學(xué)原理與方法的比較研究[J]. 張雅琳,安巖,姜會(huì)林,王超,江倫,胡源,董科研,戰(zhàn)俊彤,韓龍.  兵工學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]Research on tunable local laser used in ground-to-satellite coherent laser communication[J]. 盧斌,魏芳,張震,徐丹,潘政清,陳迪俊,蔡海文.  Chinese Optics Letters. 2015(09)
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[9]空間激光通信捕獲、對(duì)準(zhǔn)、跟蹤系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演示實(shí)驗(yàn)[J]. 趙馨,宋延嵩,佟首峰,劉云清.  中國(guó)激光. 2014(03)
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碩士論文
[1]相干光通信系統(tǒng)接收端關(guān)鍵數(shù)字信號(hào)處理算法的研究[D]. 許沐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于90°光混頻器的零差相干光通信技術(shù)研究[D]. 岳浩.電子科技大學(xué) 2014
[3]寬帶光鎖相環(huán)技術(shù)研究[D]. 王峰.電子科技大學(xué) 2014
[4]GEO-LEO星載雙基地SAR成像技術(shù)[D]. 張坤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]空間相干光通信判決反饋鎖相環(huán)研究[D]. 閆敏.電子科技大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3096979