局部红外激光广播通信系统研究

发布时间：2020-05-16 14:13

【摘要】：空间点对点激光通信经过几十年的发展已经较为成熟,但是一点对多点同时激光通信还在研究阶段。本文探索一种在有限范围内实现局域激光广播的有效手段,提出了一种新的通信模式。从光功率优化的角度对比分析了激光扩束理论模型和平行光幕理论模型,揭示了平行光幕理论的光功率分布模型:通信光功率的远场光强分布与通信距离呈线性关系。结合高斯光束光学成像变换理论对比了柱面镜光学系统和鲍威尔棱镜光学系统,通过光学设计软件模拟了平行光幕的远场场强分布情况,指出了鲍威尔棱镜光学系统能够有效的消除高斯光束的中心热点和褪色边缘分布。其次为了解决激光广播通信系统的多光轴精确校准问题,探究了一种双光路扫描视场光学校准系统设计方案,并分析了其校准精度。在此基础上设计并搭建了局部红外激光广播通信系统,研究了激光发射系统与激光接收系统的器件选型与优化设计。最后进行了野外通信试验,通过对实验结果进行分析,验证了平行光幕理论模型的优越性和激光广播通信的可行性。
【图文】：

飞艇,激光通信

于激光通信技术，美国、欧洲各国和亚洲一些国家为此投入大量的科研，其中美国是全世界最早开展激光通信技术研究的国家，从 20 世纪 70推进实验室（NASAJPL），哥达德太空飞行中心（NASAGSFC）、麻省实验室、空军研究实验室、弹道导弹防御组织、加州理工大学等研究机通信技术进行研究并完成了多个激光通信的相关实验[2]。2006 年，美国大学的应用物理实验室（The Johns Hopkins University Applied tory，简称 APL）进行了飞艇与地面之间的激光通信，其通信距离可达分复用的通信速率高达 80 Gbit/s，如图 1.1 所示。2013 年美国 NASA（auticsand Space Administration，国家航空航天局）完成了月球和地面之间信实验，通信距离高达 350 000-400 000 km，，其搭载 LLCD (Lununication Demon-stration)系统其下行激光传输速率达 622 Mbit/s，上行激 20 Mbit/s，如图 1.2 所示[3]。2014 年，NASA 完成了 OPALS（Op-ticalercomm Science）实验，该实验将高清视频以 50 Mbit/s 传输速率从卫星地面接收站，验证了激光通信的有效载荷，如图 1.3 所示[4]：

美国,激光通信

于激光通信技术，美国、欧洲各国和亚洲一些国家为此投入大量的科研，其中美国是全世界最早开展激光通信技术研究的国家，从 20 世纪 70推进实验室（NASAJPL），哥达德太空飞行中心（NASAGSFC）、麻省实验室、空军研究实验室、弹道导弹防御组织、加州理工大学等研究机通信技术进行研究并完成了多个激光通信的相关实验[2]。2006 年，美国大学的应用物理实验室（The Johns Hopkins University Applied tory，简称 APL）进行了飞艇与地面之间的激光通信，其通信距离可达分复用的通信速率高达 80 Gbit/s，如图 1.1 所示。2013 年美国 NASA（auticsand Space Administration，国家航空航天局）完成了月球和地面之间信实验，通信距离高达 350 000-400 000 km，其搭载 LLCD (Lununication Demon-stration)系统其下行激光传输速率达 622 Mbit/s，上行激 20 Mbit/s，如图 1.2 所示[3]。2014 年，NASA 完成了 OPALS（Op-ticalercomm Science）实验，该实验将高清视频以 50 Mbit/s 传输速率从卫星地面接收站，验证了激光通信的有效载荷，如图 1.3 所示[4]：
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1

【参考文献】