空间激光通信系统中无信标快速捕获技术研究

发布时间：2023-04-22 05:27

　　捕获是空间激光通信系统建立通讯的基本条件,本文的无信标捕获技术,是使用小束散角的通信光进行扫描捕获,舍弃掉信标光激光器和相关光学组件,与传统信标光捕获相比,该技术可以简化结构并减小体积、重量和功耗,常用于微纳卫星上。本文首先介绍传统的信标光捕获原理及其系统组成,从而引出无信标捕获技术,接着系统阐述无信标捕获原理,工作流程和系统组成,分析其关键技术,主要包括伺服系统设计,捕获策略和扫描方式等;确定无信标系统组成后,重点分析其技术性能,主要涉及捕获不确定区域,捕获时间,捕获概率和扫描重叠区域。针对无信标系统的技术性能指标,设计LabVIEW仿真程序,对捕获工作流程和扫描方式进行仿真。最后,在实验室搭建模拟实验平台,对无信标捕获进行原理性验证。通过搭建模拟测试实验系统,对捕获时间和捕获概率进行测试。实验结果显示:平均捕获时间为48.4秒,并且成功捕获50次。该实验成功验证无信标捕获原理的可行性。

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 无信标捕获技术的研究目的与意义
        1.1.1 空间激光通信简介
        1.1.2 空间激光通信中捕获的意义
        1.1.3 无信标捕获的技术优势
    1.2 无信标捕获技术的发展现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 无信标捕获技术原理
    2.1 传统信标光捕获原理
    2.2 无信标捕获工作过程
    2.3 无信标捕获系统组成
    2.4 本章小结
第三章 无信标捕获关键技术
    3.1 无信标捕获伺服系统设计
        3.1.1 跟踪与通信复合探测系统
        3.1.2 振镜控制系统
    3.2 无信标捕获策略设计
        3.2.1 常用捕获策略及特点
        3.2.2 无信标捕获策略及性能分析
    3.3 无信标捕获扫描方式设计
        3.3.1 常用扫描方式及特点
        3.3.2 无信标捕获扫描方式及性能分析
    3.4 本章小结
第四章 无信标捕获技术性能分析
    4.1 无信标捕获不确定区域分析
    4.2 无信标捕获时间分析
    4.3 无信标捕获概率分析
    4.4 无信标捕获重叠区域分析
    4.5 本章小结
第五章 无信标捕获虚拟仿真结果分析及实验测试
    5.1 无信标捕获光束散角仿真及分析
    5.2 无信标捕获扫描仿真及分析
    5.3 无信标捕获时间仿真及分析
    5.4 无信标捕获时间、捕获概率实验测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间所完成的学术成果



本文编号：3797009