脉冲光纤激光器差分多脉冲位置调制技术研究

发布时间：2020-08-08 14:20

【摘要】：随着人类对宇宙空间的不断探索,各类探测器海量的数据传回地面。空间光通信技术凭借大带宽、高速率和保密性好的优点得到越来越多的研究。脉冲位置调制(Pulse Position Modulation,PPM)技术具有调制效率高、传输效率好和抗干扰性强等显著优点,使其成为目前空间光通信系统中使用最广泛的调制方式。结合空间光通信技术特点,对光通信调制技术进行分析,综合差分脉冲位置调制(Different Pulse Position Modulation,DPPM)和多脉冲位置调制(Multi Pulse Position Modulation,MPPM)的优缺点,提出新型的脉冲位置调制技术即差分多脉冲位置调制技术(Differential Multi Pulse Position Modulation,DMPPM)。分析DMPPM调制原理,研究DMPPM映射方法及空间信号位置。对DMPPM调制特性进行理论分析和仿真实验,与三种PPM调制方式进行对比,得出DMPPM调制在平均时隙数、带宽利用率、平均功率和峰值功率等方面具有明显的优势。研究DMPPM调制技术对光纤激光器特性的影响,对DMPPM信息帧中的保护时段、激光脉冲宽度以及调制位数等进行分析,同时分析激光器的参数对DMPPM传输速率的影响,表明DMPPM可以提高激光器的重复频率从而进行高传输速率传输信息。搭建DMPPM调制系统,产生DMPPM调制信号,通过调整激光器平台抽运电流、输出镜透过率和腔长的数值变化,得出传输速率和带宽随抽运电流增大而增大,随腔长增大而减小,随输出镜透过率增大而减小。并通过示波器观察到DMPPM调制信号波形。数据说明基于光纤激光器的DMPPM方式能提高深空通信系统的传输速率,并能保证通信系统良好的可靠性。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN248
【图文】：

光学模,星载,终端,调制技术

状国都在积极进行激光通信领域的研究，走在世界前列国家。本节针对本文研究内容列举相关国家和研究机纪 90 年代喷进实验室（JPL）向木星发送伽利略探测学实验（GOPEX），此次试验是世界上第一个光学实e Optical Range（SOR）的上行链路采用 PPM 调制[9]信需求，JPL 采用调制位数为 256 的 PPM 调制技术，发机，以此来实现美国航空航天局（NASA）的技术开M 调制技术设计出光通信发射机。随后两年，JPL 在通信发射机的性能显著提高[11]。与此同时 NASA 还开LCD）的研究。并与 JPL 和 MIT 林肯实验室合作，采球下行激光通信链路的设计。2013 年，NASA 在探月（LLCD）终端任务，如图 1.1 所示为 LLCD 星载终端行通信方式为 PPM 调制技术实现。验证了大容量通信

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图 2.1 空间光通信示意图纤通信和微波通信方式相比，空间光通信具有以下优点光束窄，方向性好。能更好的解决电磁波干扰和保密性尺寸小。相同功能情况下，光天线的尺寸比微波要小很容量大。光波作为信息载体可达传输 10Gb/s 的数据误码小、体积小、重量轻。作为传播介质其无损耗、无干扰且性价比高。系统主要包括发射系统和接受系统两个部分，其原理如激光器调制器调制器激励器编码器发射机光学天线接收机光学天线光电检测器电信号处理器消息接收器无线电信号光信号

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图 2.4 调 Q 光纤激光器基本结构目前主要有利用声光调 Q 技术的声光调 Q 脉冲激光器和基于受激布里渊散射原调 Q 脉冲光纤激光器两种激光器是社会各机构研究的热点，其中声光调 Q 脉冲激因高频驱动功率低、峰值功率高、窄脉宽和高重复率等优点可作为本文研究对象基本机构如下图 2.5 所示：图 2.5 声光调 Q 脉冲激光器（2）光纤锁模激光器光纤锁模激光器是对腔内激光束的一种调制，实现锁模方法主要分主动锁模和锁模两种。其原理是将声光或电光调制器件插入谐振腔，对其多个光纵波进行相

【参考文献】