本文關(guān)鍵詞：基于差分波前的精跟蹤技術(shù)研究

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【摘要】：空間激光通信具有傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但是普通激光通信不能利用光通信的大帶寬優(yōu)點(diǎn),而且頻率利用率不高、接收靈敏度較差。因此,近年來,相干光通信技術(shù)成為空間光通信研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)APT系統(tǒng)進(jìn)行了概述,講解了傳統(tǒng)的空間光通信的精跟蹤探測方法,并且針對(duì)相干光通信的接收端信號(hào)能量較弱,很難進(jìn)行光的精跟蹤的缺點(diǎn),提出了基于差分波前的精跟蹤技術(shù),闡述了基于差分波前的精跟蹤技術(shù)的原理;對(duì)相干光混頻的光外差效率進(jìn)行了理論建模,分析了光束腰半徑、空間失配角、波面彎曲對(duì)混頻效率的影響,并分別指出了提高光混頻效率的措施;對(duì)相干光的精跟蹤的關(guān)鍵技術(shù),包括數(shù)字鎖相環(huán)相位計(jì)、精跟蹤伺服系統(tǒng)進(jìn)行了分析,并進(jìn)行了硬件的選型和設(shè)計(jì);進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)器件的選型,搭建了精跟蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試,結(jié)果表明,基于差分波前的精跟蹤系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)5-10urad的精跟蹤精度,可以滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo),對(duì)相干光通信系統(tǒng)建立可靠的通信鏈路具有很高的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：空間光通信 相干光通信 精跟蹤 差分波前傳感 QD
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 空間光通信的特點(diǎn)8-9
• 1.2 空間光通信跟蹤技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及意義11-12
• 第2章 基于差分波前的精跟蹤技術(shù)12-21
• 2.1 APT系統(tǒng)概述12-13
• 2.2 傳統(tǒng)精跟蹤探測技術(shù)13-16
• 2.2.1 四象光電限傳感器的原理13
• 2.2.2 精跟蹤振鏡工作原理13-14
• 2.2.3 基于四象限探測器的光斑位移法精跟蹤原理14-16
• 2.3 基于差分波前的精跟蹤系統(tǒng)16-20
• 2.3.1 空間相干光通信概述16-18
• 2.3.2 基于差分波前的精跟蹤技術(shù)18-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第3章 光外差混頻效率的研究21-32
• 3.1 光外差探測的原理21-23
• 3.2 外差混頻效率的理論建模23-24
• 3.3 外差效率的影響因素分析24-31
• 3.3.1 最佳匹配下的外差效率24-26
• 3.3.2 光束腰半徑對(duì)外差效率的影響26-28
• 3.3.3 空間失配角對(duì)外差效率的影響28-30
• 3.3.4 波面彎曲對(duì)外差效率的影響30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 數(shù)字鎖相環(huán)相位計(jì)設(shè)計(jì)32-42
• 4.1 數(shù)字鎖相環(huán)相位計(jì)原理32-34
• 4.2 噪聲分析34-39
• 4.2.1 幅度量化誤差34-37
• 4.2.2 相位量化噪聲37
• 4.2.3 相位讀取誤差37-38
• 4.2.4 采樣時(shí)間抖動(dòng)引起的相位噪聲38-39
• 4.3 FPGA的選型及電路設(shè)計(jì)39-40
• 4.4 仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證40-41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 第5章 精跟蹤伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-56
• 5.1 精跟蹤伺服系統(tǒng)原理42-44
• 5.2 精跟蹤伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)44-48
• 5.3 精跟蹤伺服系統(tǒng)補(bǔ)償設(shè)計(jì)48-51
• 5.4 精跟蹤伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與仿真51-54
• 5.5 硬件電路設(shè)計(jì)54-55
• 5.6 本章小結(jié)55-56
• 第6章 精跟蹤系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)56-64
• 6.1 實(shí)驗(yàn)器件選型56-61
• 6.1.1 激光器的選擇56-57
• 6.1.2 四象限探測器QD的選擇57-59
• 6.1.3 精跟蹤單元振鏡的選取59-61
• 6.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建61-63
• 6.3 本章小結(jié)63-64
• 總結(jié)64-65
• 參考文獻(xiàn)65-67
• 作者簡介及科研成果67-68
• 致謝68

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本文編號(hào)：580122