空間信息傳輸技術(shù)是建設(shè)空間信息網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié),以激光作為信息載體的通信技術(shù)具有傳輸速率高、信息容量大、保密性強、抗干擾抗截獲能力強等顯著優(yōu)勢。激光通信終端要具備精密光束對準(zhǔn)和穩(wěn)定、可靠的激光收發(fā)功能,同時還應(yīng)具備輕量化、結(jié)構(gòu)緊湊等特性。本文基于高光能量利用率、小型化,可同時進(jìn)行多節(jié)點間激光通信終端光學(xué)基臺研制的需求,針對終端的光機結(jié)構(gòu)展開若干關(guān)鍵技術(shù)研究,主要包括以下幾個方面:首先,分析多節(jié)點同時激光高速信息傳輸系統(tǒng)總體方案。由于激光通信束散角小的限制,當(dāng)空間信息網(wǎng)絡(luò)中的骨干節(jié)點需要與多個用戶同時進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸時,通常采用分時工作模式或者點對點通信,這嚴(yán)重限制了激光通信技術(shù)在空間信息網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用。因此,項目組提出一種新的面向空間平臺的多節(jié)點間同時激光高速信息傳輸系統(tǒng)。其次,為解決方案中的光學(xué)天線兩端面承擔(dān)載荷的技術(shù)問題,提出一種用于衛(wèi)星平臺的可承載式激光通信光學(xué)天線。采用正交試驗方法對主鏡組件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,并對反射鏡膠黏劑進(jìn)行了無熱化設(shè)計。有限元分析表明,光學(xué)天線在（20±5）℃的環(huán)境溫度及軸向承載及自身重力狀態(tài)下,主鏡面形RMS值（均方根誤差）為λ/65,PV值（最大峰谷誤差）... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

美國TSAT高速信息傳輸空間激光通信組網(wǎng)示意圖

第1章緒論3PhotonicsPhase-LockedElements）”方案中采用7個子孔徑液晶光學(xué)相控陣拼接的方式實現(xiàn)了大口徑光束偏轉(zhuǎn)試驗，如圖1.2。2017年，美國BNS公司介紹了正在研制的大口徑、寬角度液晶偏振光柵組件，液晶口徑10cm，集成后可實現(xiàn)64°×64°的能視域[15]。但目前，尚未見到該技術(shù)在激光通信上應(yīng)用的報道，隨著大口徑、寬角度液晶光學(xué)相控陣器件的逐漸成熟，以及光學(xué)相控陣器件環(huán)境適應(yīng)性的逐步提升，加快了相控陣激光組網(wǎng)通信技術(shù)在激光通信上的應(yīng)用。圖1.2子孔徑拼接式液晶光學(xué)相控陣模型我國的激光通信技術(shù)研究相比國外基礎(chǔ)較為薄弱，但近30年來，相繼有較多的科研機構(gòu)在多節(jié)點間激光通信領(lǐng)域取得了顯著的成就，目前開展相關(guān)技術(shù)研究的單位主要有503所、中國電科34所、中科院長春光機所、中科院上海光機所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)、長春理工大學(xué)等。任健迎等人[16]提出一種基于逆向調(diào)制技術(shù)的激光通信自由組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的微小衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，在微小衛(wèi)星上采用陣列式逆向調(diào)制激光通信結(jié)構(gòu)，如圖1.3(a)。微小衛(wèi)星的六個面裝有光學(xué)鏡頭，在一面的四個角上有四個小孔徑的逆向調(diào)制端鏡頭，中間的主鏡頭設(shè)計為成像與通信接收共口徑系統(tǒng)。該方案以一顆或者多顆主衛(wèi)星為網(wǎng)路節(jié)點，實現(xiàn)各子衛(wèi)星與主衛(wèi)星間的激光通信任務(wù)�；谀嫦蛘{(diào)制技術(shù)的微小衛(wèi)星激光通信組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1.3(b)。(a)(b)圖1.3基于逆向調(diào)制技術(shù)的激光通信技術(shù)方案(a)基于逆向調(diào)制技術(shù)的微小光學(xué)衛(wèi)星概念圖(b)基于逆向調(diào)制技術(shù)的激光通信多網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

第1章緒論3PhotonicsPhase-LockedElements）”方案中采用7個子孔徑液晶光學(xué)相控陣拼接的方式實現(xiàn)了大口徑光束偏轉(zhuǎn)試驗，如圖1.2。2017年，美國BNS公司介紹了正在研制的大口徑、寬角度液晶偏振光柵組件，液晶口徑10cm，集成后可實現(xiàn)64°×64°的能視域[15]。但目前，尚未見到該技術(shù)在激光通信上應(yīng)用的報道，隨著大口徑、寬角度液晶光學(xué)相控陣器件的逐漸成熟，以及光學(xué)相控陣器件環(huán)境適應(yīng)性的逐步提升，加快了相控陣激光組網(wǎng)通信技術(shù)在激光通信上的應(yīng)用。圖1.2子孔徑拼接式液晶光學(xué)相控陣模型我國的激光通信技術(shù)研究相比國外基礎(chǔ)較為薄弱，但近30年來，相繼有較多的科研機構(gòu)在多節(jié)點間激光通信領(lǐng)域取得了顯著的成就，目前開展相關(guān)技術(shù)研究的單位主要有503所、中國電科34所、中科院長春光機所、中科院上海光機所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)、長春理工大學(xué)等。任健迎等人[16]提出一種基于逆向調(diào)制技術(shù)的激光通信自由組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的微小衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，在微小衛(wèi)星上采用陣列式逆向調(diào)制激光通信結(jié)構(gòu)，如圖1.3(a)。微小衛(wèi)星的六個面裝有光學(xué)鏡頭，在一面的四個角上有四個小孔徑的逆向調(diào)制端鏡頭，中間的主鏡頭設(shè)計為成像與通信接收共口徑系統(tǒng)。該方案以一顆或者多顆主衛(wèi)星為網(wǎng)路節(jié)點，實現(xiàn)各子衛(wèi)星與主衛(wèi)星間的激光通信任務(wù)�；谀嫦蛘{(diào)制技術(shù)的微小衛(wèi)星激光通信組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1.3(b)。(a)(b)圖1.3基于逆向調(diào)制技術(shù)的激光通信技術(shù)方案(a)基于逆向調(diào)制技術(shù)的微小光學(xué)衛(wèi)星概念圖(b)基于逆向調(diào)制技術(shù)的激光通信多網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]天基大口徑單體反射鏡結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其支撐技術(shù)研究[D]. 王忠善.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2019
[3]大幅寬高分辨光學(xué)衛(wèi)星一體化結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計[D]. 楊林.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2019
[4]面向波前差的激光通信光學(xué)天線光機支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化研究[D]. 楊豐福.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2019
[5]基于大口徑望遠(yuǎn)鏡的星地激光通信地面站關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳莫.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2019
[6]擺掃式天基紅外成像系統(tǒng)光機結(jié)構(gòu)設(shè)計及其像移補償技術(shù)研究[D]. 胡慶龍.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2018
[7]衛(wèi)星主承力構(gòu)件與光學(xué)相機的共結(jié)構(gòu)設(shè)計及動力學(xué)優(yōu)化[D]. 譚陸洋.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所 2017
[8]提高光機熱集成分析精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王成彬.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2016
[9]基于視場一致性的多波段共口徑成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究[D]. 李小虎.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2016
[10]空間激光通信光學(xué)天線及粗跟蹤技術(shù)研究[D]. 鄢永耀.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2016

碩士論文
[1]激光通信地面終端主鏡及其支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 姚玉剛.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2019
[2]多層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星鏈路優(yōu)化與分析技術(shù)研究[D]. 陳偉琦.北京郵電大學(xué) 2019
[3]超輕空間相機主支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 柯善良.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2018
[4]大口徑寬波段共軸測試設(shè)備設(shè)計[D]. 李盛林.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2018
[5]激光輻照下的光學(xué)天線熱效應(yīng)研究[D]. 孫奕.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所) 2018
[6]火星中分辨率相機光學(xué)組件光機熱集成分析[D]. 楊文強.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所) 2018
[7]輕量化反射鏡支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[D]. 朱能兵.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2017
[8]激光通信地面終端系統(tǒng)及關(guān)鍵部件靜動態(tài)力學(xué)性能分析[D]. 蔡力偉.南京航空航天大學(xué) 2016
[9]紅外鏡頭的光機熱集成分析方法的研究[D]. 姬文晨.昆明理工大學(xué) 2016
[10]長條形空間反射鏡輕量化及消熱化設(shè)計[D]. 李夢慶.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2015



本文編號：3419261