基于QD的数字光电外差探测技术研究

发布时间：2024-06-15 04:44

　　空间激光通信系统具有传输速率高、信道容量大、保密性强、抗干扰能力强的优势,是当今的热点研究对象。相干激光通信主要应用于星间激光通信链路,由于通信链路的距离较远,以至于探测到的信号十分微弱。针对远距离星间激光通信的应用需求,本文研究了基于QD(Quadrant Detector,象限探测器)的数字光电外差探测技术。该技术可以提升光通信接收机的探测灵敏度以及对信号光的跟瞄精度。本文设计采用QD进行外差探测来接收微弱光信号,并采用BPSK(Binary Phase Shift Keying,二元相移键控)的调制方式进行通信。同时利用QD实现了光斑位置探测以及无脱靶量输出时对信号光的捕获瞄准,初步基于QD在外差探测中实现通信与跟踪的复合。本文首先介绍了QD在空间激光通信中的应用现状,其次讨论了QD外差探测与通信原理,提出了基于QD实现数字光电外差探测系统的实现方案,并完成了硬件设计。硬件系统包括QD、TIA(Trans Impedance Amplifier,跨阻放大器)、ADC(Analog-to-Digital Converter,模数转换)、FPGA(Field-Programmable...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1空间激光通信网络示意图

第1章绪论言960年7月8日，美国科学家梅曼研制出了世界上的第一台激光器——红随着激光器的诞生，通信技术的发展便进入到空间激光通信技术时代。今，美国、日本、部分欧洲国家以及其他国家陆续设计了卫星与卫星之面之间、飞机与飞机之间、飞机与地2面之间以及飞机与卫星之间....

图1.2LCDS系统结构示意图

图1.2LCDS系统结构示意图LCDS系统是目前掌握信息中最早基于QD实现跟踪与通信功能复合的。在LCD系统中共有四个光电传感器，分别为：CCD（ChargeCoupledDevice，电耦合器件）Q-APD（Quadrant-AvalanchePhotoDi....

图1.3LCDS终端外部结构

室NRL（NavalResearchLaboratory）在QD的通置探测的同时实现了速率为10Mbps通信。在误码敏度，并在-50dBm的光功率下实现了光斑位置探在实验中，使用QAPD作为光电探测器，使用O放大后再通过对数放大器进行二次放大。然后进道A....

图1.4NRL使用的四象限探测器另外NRL还研制出五象限的探测器，其实质为在QD的中心位置增加了一个

ADC输出的信号经过脱靶量计算后用于光斑用于通信。图1.4NRL使用的四象限探测器研制出五象限的探测器，其实质为在QD的照片如图1.5所示。其特点为利用外圈的四个的APD实现高速率通信。实验测试中在实现了10-10的误码率以及-43.3dBm的探测灵

本文编号：3994944