基于AOFS调谐的星间零差相干激光通信探测技术研究
发布时间：2021-03-24 03:34
随着现代应用技术的发展,对高速率、远距离星间信息传输的需求与日俱增,由于射频通信的传输速率已经成为空间信息高速传输的瓶颈,所以迫切需要一种能够提高空间信息传输速率,倍增空间信息传输容量的新通信模式,相干光通信是解决上述需求的有效途径,将会成为未来空间信息传输的发展方向。零差相干探测作为相干光通信一个重要环节,通过本振光跟踪信号光的方式,在“零”中频下还原基带信号,实现接收端对发射信号的解调,完成空间信息传递。实际应用中,受到锁相环路机理和外部因素影响,一方面导致环路不能同时实现“宽”范围频率捕获和“高”精度位相跟踪,另一方面导致接收机高速通信时探测灵敏度衰退,不能获得很好的通信性能。如何实现适用于星间链路要求的锁相系统是相干探测首先要解决的问题。本文针对上述技术难点开展了基于声光移频器（Acousto-Optic Frequency shifter,AOFS）调谐方式的星间零差相干激光通信探测技术研究。以星间激光通信为应用背景,对比了激光通信中强度调制直接探测体制和相干探测体制,分析了不同探测体制下的灵敏度影响因素,与“直接探测”系统和“全数字相干”系统相比,“模拟相干”系统器件相对成...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
“高分辨率对地观测系统”项目研发目标由于“高分辨卫星”主要集中在中地球轨道（MediumEarthOrbit，MEO）和低地球轨道（LowEarthOrbit，LEO）上，因此如果将MEO卫星和LEO卫星上的数据传回
运载 2 号上发射，这次实验尽管通信没有成了第一手资料[51-53]。1996 年，TT 公司主导的 Gbps ，通信距离20~30 km 。1999 年，TT通信距离为50~500 km ，通信速率同样为1链路的载荷捕获、对准、跟踪（acquisition poGbps，通信距离15~100 km ，误码率-91 × 10，信标光和通信光分别为810 nm 和1550 nm[光通信演示（Lunar Laser Communication D星与地面双向激光通信，通信最远距离400上行链路传输速率20 Mbps，该通信距离是有.5 W ，束 角15 μ rad，整体质量仅有30.7 半，功率降低25% ，终端光模块如图 1.2 所发射孔径15 cm ，接收孔径40 cm ，系统框架远距离激光通信能力，为未来空间光信息的传
图 1.3 “LLCD”实验地面终端系统间相干激光通信领域，林肯实验室于 1994 年首次实现了基于外差的相实验，证明了空间相干激光通信方案的可行性[62]。Laser Intcsion Experiment （LITE）实验装置使用半导体激光器，功率30 mW ，00 mm ，通信速率220 Mbps ，链路长度40000 km[63]。1999 年，JPL下的量子极限探测进行了理论研究[64]，同年林肯实验室基于各种相干的平台振动，通信误码等进行了性能分析，提出发射前端激光功率自信距离3000 km ，通信速率2 Gbps时，误码率达到-61 × 10。佛罗里达关研究，他们的相干检测系统针对大气扰动和相对位移而造成的相位为空间相干激光通信系统的发展做出了贡献[65]。2003 年，美国劳伦斯实验室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）将相干探测学相结合，使用光纤激光器，光放大器和高速空间光调制器等，在接息相位校正，令自适应光学可以应用在强湍流的恶劣条件下[66,67]。对未来星间激光通信的发展方向进行了提前部署。计划在 2020 年左右速通信，同时建成天基网络，满足既快又准，互通互联的现代信息战
【参考文献】：
期刊论文
[1]相干激光通信系统光学锁相环路载波恢复技术[J]. 刘洋,佟首峰,常帅,宋延嵩,董岩,董毅,安喆. 光学学报. 2018(01)
[2]星间高速相干激光通信系统中的光学锁相环技术[J]. 常帅,佟首峰,姜会林,刘洋,宋延嵩,董毅,董科研,董岩,张鹏,南航. 光学学报. 2017(02)
[3]卫星光通信系统振动源的模拟设计[J]. 刘洋,宋延嵩,佟首峰,常帅,于笑楠,安喆. 光学学报. 2016(12)
[4]空间激光通信一点对多点光学原理与方法的比较研究[J]. 张雅琳,安岩,姜会林,王超,江伦,胡源,董科研,战俊彤,韩龙. 兵工学报. 2016(01)
[5]Research on tunable local laser used in ground-to-satellite coherent laser communication[J]. 卢斌,魏芳,张震,徐丹,潘政清,陈迪俊,蔡海文. Chinese Optics Letters. 2015(09)
[6]空间激光通信中光学锁相环的研究进展[J]. 赵毅,佟首峰,宋延嵩,常帅,刘洋. 激光与光电子学进展. 2015(08)
[7]星地相干激光通信中的自适应光学系统边界参数设计[J]. 黄健,张鹏,邓科,蒋大钢,幺周石. 光学精密工程. 2014(05)
[8]美国月球激光通信演示验证——实验设计和后续发展[J]. 宋婷婷,马晶,谭立英,于思源,冉启文. 激光与光电子学进展. 2014(04)
[9]空间激光通信捕获、对准、跟踪系统动态演示实验[J]. 赵馨,宋延嵩,佟首峰,刘云清. 中国激光. 2014(03)
[10]DPSK调制/自差动零差相干探测技术克服星地激光通信中大气湍流效应的研究[J]. 马小平,孙建锋,职亚楠,鲁伟,刘立人,许倩,卢栋. 光学学报. 2013(07)
硕士论文
[1]相干光通信系统接收端关键数字信号处理算法的研究[D]. 许沐.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于90°光混频器的零差相干光通信技术研究[D]. 岳浩.电子科技大学 2014
[3]宽带光锁相环技术研究[D]. 王峰.电子科技大学 2014
[4]GEO-LEO星载双基地SAR成像技术[D]. 张坤.哈尔滨工业大学 2012
[5]空间相干光通信判决反馈锁相环研究[D]. 闫敏.电子科技大学 2012
本文编号：3096979
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
“高分辨率对地观测系统”项目研发目标由于“高分辨卫星”主要集中在中地球轨道（MediumEarthOrbit，MEO）和低地球轨道（LowEarthOrbit，LEO）上，因此如果将MEO卫星和LEO卫星上的数据传回
运载 2 号上发射，这次实验尽管通信没有成了第一手资料[51-53]。1996 年，TT 公司主导的 Gbps ，通信距离20~30 km 。1999 年，TT通信距离为50~500 km ，通信速率同样为1链路的载荷捕获、对准、跟踪（acquisition poGbps，通信距离15~100 km ，误码率-91 × 10，信标光和通信光分别为810 nm 和1550 nm[光通信演示（Lunar Laser Communication D星与地面双向激光通信，通信最远距离400上行链路传输速率20 Mbps，该通信距离是有.5 W ，束 角15 μ rad，整体质量仅有30.7 半，功率降低25% ，终端光模块如图 1.2 所发射孔径15 cm ，接收孔径40 cm ，系统框架远距离激光通信能力，为未来空间光信息的传
图 1.3 “LLCD”实验地面终端系统间相干激光通信领域，林肯实验室于 1994 年首次实现了基于外差的相实验，证明了空间相干激光通信方案的可行性[62]。Laser Intcsion Experiment （LITE）实验装置使用半导体激光器，功率30 mW ，00 mm ，通信速率220 Mbps ，链路长度40000 km[63]。1999 年，JPL下的量子极限探测进行了理论研究[64]，同年林肯实验室基于各种相干的平台振动，通信误码等进行了性能分析，提出发射前端激光功率自信距离3000 km ，通信速率2 Gbps时，误码率达到-61 × 10。佛罗里达关研究，他们的相干检测系统针对大气扰动和相对位移而造成的相位为空间相干激光通信系统的发展做出了贡献[65]。2003 年，美国劳伦斯实验室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）将相干探测学相结合，使用光纤激光器，光放大器和高速空间光调制器等，在接息相位校正，令自适应光学可以应用在强湍流的恶劣条件下[66,67]。对未来星间激光通信的发展方向进行了提前部署。计划在 2020 年左右速通信，同时建成天基网络，满足既快又准，互通互联的现代信息战
【参考文献】：
期刊论文
[1]相干激光通信系统光学锁相环路载波恢复技术[J]. 刘洋,佟首峰,常帅,宋延嵩,董岩,董毅,安喆. 光学学报. 2018(01)
[2]星间高速相干激光通信系统中的光学锁相环技术[J]. 常帅,佟首峰,姜会林,刘洋,宋延嵩,董毅,董科研,董岩,张鹏,南航. 光学学报. 2017(02)
[3]卫星光通信系统振动源的模拟设计[J]. 刘洋,宋延嵩,佟首峰,常帅,于笑楠,安喆. 光学学报. 2016(12)
[4]空间激光通信一点对多点光学原理与方法的比较研究[J]. 张雅琳,安岩,姜会林,王超,江伦,胡源,董科研,战俊彤,韩龙. 兵工学报. 2016(01)
[5]Research on tunable local laser used in ground-to-satellite coherent laser communication[J]. 卢斌,魏芳,张震,徐丹,潘政清,陈迪俊,蔡海文. Chinese Optics Letters. 2015(09)
[6]空间激光通信中光学锁相环的研究进展[J]. 赵毅,佟首峰,宋延嵩,常帅,刘洋. 激光与光电子学进展. 2015(08)
[7]星地相干激光通信中的自适应光学系统边界参数设计[J]. 黄健,张鹏,邓科,蒋大钢,幺周石. 光学精密工程. 2014(05)
[8]美国月球激光通信演示验证——实验设计和后续发展[J]. 宋婷婷,马晶,谭立英,于思源,冉启文. 激光与光电子学进展. 2014(04)
[9]空间激光通信捕获、对准、跟踪系统动态演示实验[J]. 赵馨,宋延嵩,佟首峰,刘云清. 中国激光. 2014(03)
[10]DPSK调制/自差动零差相干探测技术克服星地激光通信中大气湍流效应的研究[J]. 马小平,孙建锋,职亚楠,鲁伟,刘立人,许倩,卢栋. 光学学报. 2013(07)
硕士论文
[1]相干光通信系统接收端关键数字信号处理算法的研究[D]. 许沐.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于90°光混频器的零差相干光通信技术研究[D]. 岳浩.电子科技大学 2014
[3]宽带光锁相环技术研究[D]. 王峰.电子科技大学 2014
[4]GEO-LEO星载双基地SAR成像技术[D]. 张坤.哈尔滨工业大学 2012
[5]空间相干光通信判决反馈锁相环研究[D]. 闫敏.电子科技大学 2012
本文编号：3096979
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3096979.html
