衛(wèi)星傳統(tǒng)微波通信正面臨著嚴(yán)峻的容量瓶頸問題,而激光通信與微波通信相比除了具有高傳輸速率優(yōu)勢(shì)外,還具有保密性及抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高、作用距離遠(yuǎn)、終端設(shè)備體積及重量小、功耗低等優(yōu)點(diǎn),是取代衛(wèi)星微波通信的極佳選擇,多個(gè)國家已經(jīng)在空間光通信領(lǐng)域展開激烈競(jìng)爭(zhēng)。為了保證激光通信鏈路的快速順利建立和高通信傳輸速率的穩(wěn)定,星載激光通信端機(jī)需要具有高指向精度�？紤]到星載激光通信系統(tǒng)需具有足夠的控制帶寬和發(fā)射升空時(shí)要經(jīng)歷復(fù)雜強(qiáng)烈的振動(dòng)環(huán)境,星載激光通信端機(jī)應(yīng)具有良好的振動(dòng)特性。本文在總結(jié)常用星載激光通信端機(jī)結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上,提出一種較新穎的端機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,并圍繞指向誤差和振動(dòng)特性展開分析和研究。在比較全面詳細(xì)地介紹了國內(nèi)外星載激光通信端機(jī)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,將端機(jī)結(jié)構(gòu)形式分為三大類:二維擺鏡式、潛望鏡式和經(jīng)緯儀式,并詳細(xì)分析了每一類型的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)端機(jī)實(shí)際使用要求,選擇經(jīng)緯儀式端機(jī)結(jié)構(gòu)形式作為最終星載激光通信端機(jī)的研制路線。經(jīng)過計(jì)算,發(fā)現(xiàn)T型跟蹤架俯仰軸彎曲變形會(huì)引起較大較復(fù)雜的視軸指向誤差,給地面裝調(diào)、測(cè)試等造成一定的困難,而U型跟蹤架不存在此問題。又考慮到使用庫德光路的優(yōu)勢(shì),提出一種基于庫德光路的... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究課題背景及意義
    1.2 星載激光通信系統(tǒng)研究及進(jìn)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究及進(jìn)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究及進(jìn)展現(xiàn)狀
    1.3 光電設(shè)備轉(zhuǎn)臺(tái)指向誤差研究現(xiàn)狀
    1.4 結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析現(xiàn)狀
    1.5 主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第2章 端機(jī)結(jié)構(gòu)形式與組成
    2.1 引言
    2.2 端機(jī)結(jié)構(gòu)形式及選擇
        2.2.1 端機(jī)結(jié)構(gòu)形式種類
        2.2.2 端機(jī)結(jié)構(gòu)形式確定
    2.3 端機(jī)部分結(jié)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)
    2.4 端機(jī)總體設(shè)計(jì)
        2.4.1 端機(jī)整體組成
        2.4.2 軸角編碼器
        2.4.3 無刷力矩電機(jī)
        2.4.4 雜散光抑制結(jié)構(gòu)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 信標(biāo)光指向誤差數(shù)學(xué)模型建立與仿真分析
    3.1 引言
    3.2 多體系統(tǒng)誤差描述理論
        3.2.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        3.2.2 變換矩陣
        3.2.3 目標(biāo)體誤差
    3.3 誤差源分析及坐標(biāo)系建立
    3.4 信標(biāo)光指向誤差數(shù)學(xué)模型建立
        3.4.1 星體與方位軸之間特征矩陣
        3.4.2 方位軸與俯仰軸之間特征矩陣
        3.4.3 俯仰軸與信標(biāo)光軸之間特征矩陣
        3.4.4 指向誤差數(shù)學(xué)模型
    3.5 信標(biāo)光指向誤差數(shù)值仿真分析
        3.5.1 單項(xiàng)誤差源影響
        3.5.2 誤差源綜合影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 信號(hào)光指向誤差數(shù)學(xué)模型建立與仿真分析
    4.1 引言
    4.2 光反射計(jì)算公式
    4.3 庫德鏡坐標(biāo)系建立
    4.4 庫德鏡法向量變換矩陣
    4.5 信號(hào)光指向誤差數(shù)學(xué)模型建立
    4.6 信號(hào)光指向誤差數(shù)值仿真分析
        4.6.1 單項(xiàng)誤差源影響
        4.6.2 誤差源綜合影響
    4.7 本章小結(jié)
第5章 端機(jī)振動(dòng)有限元分析
    5.1 引言
    5.2 振動(dòng)基礎(chǔ)理論
        5.2.1 模態(tài)分析理論
        5.2.2 諧響應(yīng)分析理論
        5.2.3 隨機(jī)振動(dòng)分析理論
    5.3 鎖緊裝置選擇
        5.3.1 爆炸螺栓
        5.3.2 記憶金屬分離螺母
    5.4 有限元模型建立
    5.5 振動(dòng)有限元分析
        5.5.1 模態(tài)分析
        5.5.2 正弦振動(dòng)分析
        5.5.3 隨機(jī)振動(dòng)分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 端機(jī)測(cè)試試驗(yàn)
    6.1 引言
    6.2 振動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)搭建
    6.3 振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.3.1 掃頻試驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.3.2 正弦振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.3.3 隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.3.4 鎖緊力試驗(yàn)結(jié)果與分析
    6.4 指向誤差相關(guān)試驗(yàn)與分析
    6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)
    7.2 研究?jī)?nèi)容創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]基于有限元的爆炸螺栓斷裂特性研究[D]. 楊浩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]微小型衛(wèi)星激光通信終端跟瞄機(jī)構(gòu)的研究[D]. 呂佳飛.長春理工大學(xué) 2017
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[8]衛(wèi)星光通信光學(xué)天線光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及自重形變的有限元分析[D]. 杜繼東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[9]高精度三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的研制[D]. 李凡.華中科技大學(xué) 2014
[10]高精度二維轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張西龍.長春工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3634054