本文關鍵詞：衛(wèi)星光通信終端空間光至單模光纖自動耦合研究

  更多相關文章： 衛(wèi)星光通信 空間光 單模光纖 耦合效率 粒子群優(yōu)化算法 模式搜索法

【摘要】：在當今社會科學技術飛速發(fā)展進步,很多時候人類的需求會超越當前的水平,在通信領域也是如此。人們總是渴望著更加快速地信息交流,網(wǎng)絡速度不斷地更新迭代就是不斷地順應人類的需求。目前人類主要是采用微波通信,但是現(xiàn)在微波通信面臨一個瓶頸窘境,很難做出突出的發(fā)展進步,所以衛(wèi)星光通信順應時代潮流及時出現(xiàn),但是衛(wèi)星光通信還是處于初期階段,距離真正地商業(yè)化使用還是有一定的距離。在衛(wèi)星光通信中通信的穩(wěn)定性和可靠性至關重要,空間光至單模光纖的耦合則是制約通信質(zhì)量的一個重要因素。只有在空間光能夠高效率地耦合到單模光纖中才可以進行光放大和濾波處理等后續(xù)工作來充分保證通信質(zhì)量。但是單模光纖的纖芯是非常小的,所以任何一點微小的偏移改變都能夠?qū)︸詈闲十a(chǎn)生巨大的影響。空間光至單模光纖的耦合中耦合效率主要受到兩個方面的影響,一方面是耦合模式匹配的問題,另外一方面就是耦合之前光線與光纖的對準問題。本文依據(jù)相關的模式匹配原理推導了耦合效率公式并做了相關的仿真,探討理想情況下影響耦合效率的因素。另外結(jié)合可能產(chǎn)生的單模光纖的偏移問題進行了研究,推導出了在存在各種偏移情況下耦合效率公式。針對耦合效率容易受到橫向偏移的影響,本文提出使用控制算法進行空間光至單模光纖自動耦合控制,實現(xiàn)動態(tài)補償�？臻g光至單模光纖自動耦合控制最重要的就是控制算法選用,本文主要選用模式搜索法和粒子群優(yōu)化算法這兩種控制算法進行比對。首先是運用相關的耦合效率公式分別采用兩種尋優(yōu)算法做仿真,查看兩種算法在仿真中具體的性能表現(xiàn)。通過仿真結(jié)合每種方法的搜索次數(shù)和最后的搜索結(jié)果來看,粒子群優(yōu)化算法抵抗外界干擾的能力較強,不會受到太多的影響。相反模式搜索法則是容易受到外界干擾的影響而使搜索次數(shù)隨干擾大小而變化。實驗過程中利用快速傾斜鏡來對耦合到單模光纖之前的光產(chǎn)生一個隨機的干擾,分別通過兩種算法來及時調(diào)整單模光纖保證耦合效率處在一個較高的水平。實驗結(jié)果表明粒子群算法在補償單模光纖損耗上比模式搜索算法具有更強的可靠性。
【關鍵詞】：衛(wèi)星光通信 空間光 單模光纖 耦合效率 粒子群優(yōu)化算法 模式搜索法
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景與課題來源9-12
• 1.1.1 衛(wèi)星光通信的發(fā)展9-12
• 1.1.2 課題來源12
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國外空間光至光纖耦合發(fā)展狀況12-14
• 1.2.2 國內(nèi)空間光至光纖耦合的發(fā)展狀況14-15
• 1.3 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構安排15-16
• 1.3.1 本文的主要研究內(nèi)容15
• 1.3.2 論文結(jié)構安排15-16
• 第2章 不同干擾下空間光至單模光纖的耦合16-30
• 2.1 在無干擾情況下空間光至單模光纖的耦合性質(zhì)16-21
• 2.2 存在干擾情況中空間光至單模光纖的耦合效率性質(zhì)探究21-29
• 2.2.1 光與光纖耦合中出現(xiàn)橫向偏差與角度偏差狀況時耦合效率形式22-25
• 2.2.2 透鏡光纖對準過程中出現(xiàn)軸向偏差情況時的耦合效率形式25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 耦合效率控制算法建模30-42
• 3.1 控制算法中心思想30-33
• 3.1.1 模式搜索簡介30-31
• 3.1.2 粒子群優(yōu)化算法簡介31-33
• 3.2 算法建模33-41
• 3.2.1 模式搜索算法建模仿真33-36
• 3.2.2 粒子群優(yōu)化算法建模仿真36-41
• 3.2.3 兩種算法比較41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 空間光至單模光纖自動耦合控制實驗研究42-55
• 4.1 實驗系統(tǒng)介紹42-45
• 4.2 實驗結(jié)果分析45-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻56-62
• 致謝62

，

本文編號：909026