基于四象限探测器的跟踪与通信复用技术研究

发布时间：2017-09-09 01:42

  本文关键词：基于四象限探测器的跟踪与通信复用技术研究

  更多相关文章： 四象限探测器 跟踪与通信复用 极限灵敏度 位置分辨率

【摘要】：空间激光通信技术已经成为解决射频通信速率瓶颈最有效的手段之一。随着小卫星技术的发展,激光通信端机轻小型化已成为发展趋势。本文介绍一种空间激光通信技术中基于四象限探测器的跟踪与通信复用技术,实现单探测器完成多个任务的功能,有效降低了系统的重量和体积,并且提高了光能量利用率,对光端机轻小型化具有重要意义。本文首先介绍了目前激光通信技术发展,着重介绍了轻小型光端机的发展现状,以及传统激光通信系统中跟踪系统与通信系统的组成原理。其次对四象限探测器用于跟踪探测器时的基本原理进行了分析,并阐述了光斑尺寸、光斑模式、背景光以及死区特性对质心检测的影响,还分析了四象限探测的性能参数和噪声组成,以及跟踪与通信复用技术对探测器的约束条件。提出了基于四象限探测器的跟踪与通信复用技术具体方案和设计指标,设计并实现了跟踪与通信复用技术中的电学硬件单元功能。本文最后对设计的硬件系统进行了测试,在曼切斯特编码条件下,通信速率可以达到10Mbps,探测极限灵敏度为-33 d Bm,误码率为10-7。对于光斑质心检测的最小位置分辨率为1.5um,角分辨率为0.7?rad,对随机振动跟踪误差精度最大为2.5?rad(峰峰值)。满足空间激光通信系统对跟踪精度和通信速率的要求。初步验证了利用四象限探测器作为跟踪与通信复用探测器的可行性,为激光通信系统轻小型化打下基础。
【关键词】：四象限探测器 跟踪与通信复用 极限灵敏度 位置分辨率
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-13
• 1.3 主要研究内容13-15
• 第二章 空间激光通信APT与通信接收子系统的基本原理15-23
• 2.1 空间激光通信技术APT子系统原理15-17
• 2.2 空间激光通信技术通信接收子系统原理17-23
• 第三章 四象限探测器跟踪与通信复用技术原理23-32
• 3.1 四象限探测器跟踪检测的基本原理23-28
• 3.2 四象限探测器通信检测的基本原理28-30
• 3.3 四象限探测器跟踪与通信复用技术基本原理30-32
• 第四章 跟踪与通信复用技术的约束条件分析32-35
• 4.1 探测视场的匹配32
• 4.2 探测灵敏度的匹配32-33
• 4.3 探测器光敏面尺寸的匹配33-34
• 4.4 系统设计指标34-35
• 第五章 跟踪与通信复用技术的设计与实现35-45
• 5.1 光电转换检测单元35-38
• 5.2 伺服跟踪单元38-42
• 5.3 通信解调单元42-45
• 第六章 实验搭建及实验结果45-51
• 6.1 四象限探测器通信单元测试45-48
• 6.2 四象限探测器跟踪单元测试48-51
• 第七章 总结与展望51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-54

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