无线光通信中外差探测性能影响因素及实验研究
发布时间：2021-10-21 06:48
随着激光器性能的提升和对高速数字信号处理技术的深入研究,为了克服强度调制/直接探测的自由空间光通信（Free Space Optics,FSO）系统调制方式单一、信道容量利用率低等缺点,相干探测技术近些年重新成为众学者的研究焦点。本文针对FSO外差探测系统性能影响因素及应用展开研究,主要工作如下:（1）基于相干探测的原理,研制了一套FSO外差探测通信系统。对系统中涉及的关键模块进行了分析和实验验证。数值分析了理想条件下外差探测系统的性能,及实际光路对准时引入的误差对外差探测系统性能的影响。（2）弱湍流条件下,在修正Von Karman湍流谱、湍流随机介质光波传输的经典解析和数值方法的研究基础上,推导了信号光斜程传输至圆形接收孔径上的平均到达角起伏方差和对数振幅起伏方差的闭合表达式,并在此基础上分别建立了随机指向偏差角和振幅、相位起伏对外差探测系统影响的数学模型。数值分析了到达角起伏对外差探测系统混频效率的影响和振幅起伏对外差探测系统信噪比的影响。为FSO外差探测系统远距离通信性能分析奠定理论基础。（3）考虑光束在大气湍流中的传输问题,基于修正Hill湍流谱模型,建立了以部分相干高斯-谢...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
LITE的实验装置
bps 星间外差探测系统的通信实验演示。但没过久，JPL 实验室将研究工作了 IM/DD 通信系统，直到 20 世纪末期，为了提高星间通信的信道容量，重新将研究重点转移到相干光通信系统[9]。在此期间，MIT 林肯实验室研高达 1Gbps 的空间相干通信系统，同时对空间信道的卷积编码及解码技术的研究[10]。在 1999 年前后[11]，低地球轨道（Lowearthorbit,LEO）星间平下，LL 分析了相干光通信系统使用不同调制方式时系统的信噪比和误码参数,其中用于测试的激光通信系统参数如表 1-1 所示。表 1-1 激光通信系统参数Tab. 1-1 Parameters of laser communication system参数名称 参数数值通信波长 0.8μm探测器响应度 0.517接收器光学效率 0.8发射器光学效率 0.8误码率 10-6星间传输距离 3000km传输速率 2Gbps
图1-4 LCRD计划通信示意图[16]Fig.1-4 The communication diagram of LCRDLCRD计划的提前预演项目，NASA宣布首次成功建尘埃环境探索者（Lunar Atmosphere and Dust En地面终端的双工通信链路，采用脉冲位置（Pulse Phas路速率为20Mbps，下行链路通信速率为622Mbps[1务之一，在2017年，DSOC以高于250Mbps的速率从m，终端质量为28kg,功率为76W。计划在2023年该信技术验证[16],图1-5是DSOC计划通信链路的示意
【参考文献】：
期刊论文
[1]相干光通信系统中光束的偏振控制及控制算法研究[J]. 马兵斌,柯熙政,张颖. 中国激光. 2019(01)
[2]“墨子号”量子卫星圆满实现全部既定科学目标[J]. 王晋岚. 科学. 2017(05)
[3]激光器线宽对空间相干光通信系统性能的影响[J]. 孔英秀,柯熙政,杨媛. 仪器仪表学报. 2017(07)
[4]相干探测系统中的混频效率[J]. 谭振坤,柯熙政. 激光与光电子学进展. 2017(10)
[5]光斑尺寸偏差和光轴偏转对空间光混频器混频效率的影响分析[J]. 南航,张鹏,佟首峰,马婷婷,仝光恒,曹海帅,范雪冰. 红外与激光工程. 2017(04)
[6]我国首颗高通量通信卫星实践十三号成功发射[J]. 宋城. 中国设备工程. 2017(08)
[7]信号光偏振特性对空间相干探测混频效率的影响[J]. 马婷婷,佟首峰,南航,贾晓阳. 激光与光电子学进展. 2017(02)
[8]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)
[9]卫星相干光通信测速一体化技术研究[J]. 许云祥,许蒙蒙,孙建锋,吴斌,汪勃. 激光与光电子学进展. 2016(12)
[10]光束腰半径对空间相干光通信外差效率的影响[J]. 韩冬,刘云清,赵馨,初伟. 长春理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
博士论文
[1]大气激光通信数字相干探测关键技术研究[D]. 李学良.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]基于自适应光学的相干自由空间光通信系统性能分析[D]. 曹景太.吉林大学 2017
本文编号：3448460
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
LITE的实验装置
bps 星间外差探测系统的通信实验演示。但没过久，JPL 实验室将研究工作了 IM/DD 通信系统，直到 20 世纪末期，为了提高星间通信的信道容量，重新将研究重点转移到相干光通信系统[9]。在此期间，MIT 林肯实验室研高达 1Gbps 的空间相干通信系统，同时对空间信道的卷积编码及解码技术的研究[10]。在 1999 年前后[11]，低地球轨道（Lowearthorbit,LEO）星间平下，LL 分析了相干光通信系统使用不同调制方式时系统的信噪比和误码参数,其中用于测试的激光通信系统参数如表 1-1 所示。表 1-1 激光通信系统参数Tab. 1-1 Parameters of laser communication system参数名称 参数数值通信波长 0.8μm探测器响应度 0.517接收器光学效率 0.8发射器光学效率 0.8误码率 10-6星间传输距离 3000km传输速率 2Gbps
图1-4 LCRD计划通信示意图[16]Fig.1-4 The communication diagram of LCRDLCRD计划的提前预演项目，NASA宣布首次成功建尘埃环境探索者（Lunar Atmosphere and Dust En地面终端的双工通信链路，采用脉冲位置（Pulse Phas路速率为20Mbps，下行链路通信速率为622Mbps[1务之一，在2017年，DSOC以高于250Mbps的速率从m，终端质量为28kg,功率为76W。计划在2023年该信技术验证[16],图1-5是DSOC计划通信链路的示意
【参考文献】：
期刊论文
[1]相干光通信系统中光束的偏振控制及控制算法研究[J]. 马兵斌,柯熙政,张颖. 中国激光. 2019(01)
[2]“墨子号”量子卫星圆满实现全部既定科学目标[J]. 王晋岚. 科学. 2017(05)
[3]激光器线宽对空间相干光通信系统性能的影响[J]. 孔英秀,柯熙政,杨媛. 仪器仪表学报. 2017(07)
[4]相干探测系统中的混频效率[J]. 谭振坤,柯熙政. 激光与光电子学进展. 2017(10)
[5]光斑尺寸偏差和光轴偏转对空间光混频器混频效率的影响分析[J]. 南航,张鹏,佟首峰,马婷婷,仝光恒,曹海帅,范雪冰. 红外与激光工程. 2017(04)
[6]我国首颗高通量通信卫星实践十三号成功发射[J]. 宋城. 中国设备工程. 2017(08)
[7]信号光偏振特性对空间相干探测混频效率的影响[J]. 马婷婷,佟首峰,南航,贾晓阳. 激光与光电子学进展. 2017(02)
[8]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)
[9]卫星相干光通信测速一体化技术研究[J]. 许云祥,许蒙蒙,孙建锋,吴斌,汪勃. 激光与光电子学进展. 2016(12)
[10]光束腰半径对空间相干光通信外差效率的影响[J]. 韩冬,刘云清,赵馨,初伟. 长春理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
博士论文
[1]大气激光通信数字相干探测关键技术研究[D]. 李学良.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]基于自适应光学的相干自由空间光通信系统性能分析[D]. 曹景太.吉林大学 2017
本文编号：3448460
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