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自由空间光通信技术 被引量:26
1
作者 朱震 陈凌 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2003年第1期22-26,共5页
回顾了自由空间光通信技术的发展历史,分类阐述了大气光通信、卫星间光通信、星地光通信的关键技术及发展现状,重点分析了其中的大气光通信技术。
关键词 自由空间 无线 光通信 大气光通信 卫星间光通信 星地光通信
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空间光通信ATP系统中光信号处理技术研究 被引量:9
2
作者 倪飞 邓兴成 李贤 《激光杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期15-16,共2页
讨论了自由空间光通信ATP系统中位置误差信号的提取 ,高噪声背景下微弱光信号的检测方法以及如何选择合适的光电探测器。选择依据主要是 :位置分辨率 ,接收视场角和灵敏度。
关键词 空间光通信 光信号处理 ATP系统
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线性扩张状态观测器的改进及在空间光通信粗跟踪的应用 被引量:16
3
作者 顾健 艾勇 +3 位作者 单欣 王整 刘敏 熊准 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期253-260,共8页
针对传统自抗扰控制器的扰动补偿效果随着扰动频率增加迅速下降的问题,提出了一种基于改进的线性扩张状态观测器的自抗扰控制方法。该方法首先对粗跟踪进行系统分析、简化及辨识;然后对线性扩张状态观测器的观测原理进行详细推导与论证... 针对传统自抗扰控制器的扰动补偿效果随着扰动频率增加迅速下降的问题,提出了一种基于改进的线性扩张状态观测器的自抗扰控制方法。该方法首先对粗跟踪进行系统分析、简化及辨识;然后对线性扩张状态观测器的观测原理进行详细推导与论证,从理论上指出其不足,提出了一种改进的线性扩张状态观测器;最后将改进的算法与PID调节器相结合,实现了粗跟踪的自抗扰控制。实验结果表明:针对幅度在1°、频率在0.5-2.5 Hz间的外部位置扰动,传统的自抗扰控制器随着扰动频率的增加,扰动隔离度下降非常明显,2 Hz时的提升程度仅为0.5 Hz处的9.5%;而采用改进的算法使扰动隔离度至少提高了4.146 d B,且随着扰动频率的增加,扰动隔离度的提升非常稳定,2.5 Hz时的提升程度与0.5 Hz处几乎一致;此外,该方法有较好的鲁棒性,允许被控对象在20%的范围内变化。理论分析、仿真分析、物理实验均证明该方法的有效性,对类似的光电跟踪系统有一定的参考价值。 展开更多
关键词 空间光通信 粗跟踪 自抗扰控制器 扩张状态观测器
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强湍流区的光束漂移 被引量:10
4
作者 高宠 于思源 +1 位作者 马晶 谭立英 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1597-1601,共5页
基于修正Rytov理论,导出了适应于强湍流起伏区的光束漂移方差表达式,分析了湍流外尺度、有效散射区域尺度和光束束腰对光束漂移的影响,并与实验结果进行了比较。结果表明,相对于基于指数模型的光束漂移方差表达式,基于修正Rytov理论给... 基于修正Rytov理论,导出了适应于强湍流起伏区的光束漂移方差表达式,分析了湍流外尺度、有效散射区域尺度和光束束腰对光束漂移的影响,并与实验结果进行了比较。结果表明,相对于基于指数模型的光束漂移方差表达式,基于修正Rytov理论给出的表达式的计算结果能更好地与实验结果吻合。当光束束腰大于有效散射区域尺度时,不发生饱和效应,导出的表达式与传统理论给出的表达式一致;当光束束腰小于有效散射区域尺度时,光束漂移的幅度不随Rytov方差的增大而明显变化。 展开更多
关键词 空间光通信 光束漂移 强湍流 有效散射区域尺度 光束束腰
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空间光通信技术 被引量:5
5
作者 杨祥林 诸波 +3 位作者 徐宁 马正北 胡骅 钱晨 《南京邮电学院学报(自然科学版)》 2002年第3期25-32,共8页
首先介绍了空间光通信的概念与特点,接着分析了空间环境资源及空间光通信的应用,然后重点讨论了空间卫星网的逻辑和物理拓扑结构及空间光传送网的核心技术,最后分析了空间光通信的4项关键技术,并展望了空间光通信的发展前景。
关键词 空间光通信 同步卫星 低轨卫星 星际光链路 星座网 捕获 跟踪 瞄准技术
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空间光通信技术发展现状及趋势 被引量:12
6
作者 鲁绍文 侯霞 +3 位作者 李国通 孙建锋 俞杭华 陈卫标 《天地一体化信息网络》 2022年第2期39-46,共8页
利用激光链路实现卫星星座内不同卫星节点之间的信息传输能够解决传统卫星通信技术中传输速率慢、频段资源紧张等问题。首先介绍空间激光通信技术的主要组成部分以及国内外研究现状;其次,对终端的高性能跟踪、快速捕获和高通量通信技术... 利用激光链路实现卫星星座内不同卫星节点之间的信息传输能够解决传统卫星通信技术中传输速率慢、频段资源紧张等问题。首先介绍空间激光通信技术的主要组成部分以及国内外研究现状;其次,对终端的高性能跟踪、快速捕获和高通量通信技术的难点以及主要解决方案分别进行重点说明;最后,阐述空间激光通信小型化、轻量化以及低功耗技术路线的发展趋势,并对新型技术进行讨论,为我国空间激光通信技术的发展提供参考。 展开更多
关键词 空间光通信 瞄准捕获跟踪 无信标光 小型化、低功耗及轻量化
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面向大气激光通信的空间光到少模光纤耦合特性研究 被引量:10
7
作者 何爽 张鹏 +4 位作者 魏佳 伍文韬 宫喜宇 王超 佟首峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期81-92,共12页
少模前置光放大加分集接收的模式可有效提高接收灵敏度和大气激光通信抗湍流能力,为此有必要研究空间光到少模光纤耦合特性。首先,基于捕获跟踪对准模型、Von Karman湍流谱模型推导了大气湍流及跟瞄误差条件下空间光到少模光纤的耦合模... 少模前置光放大加分集接收的模式可有效提高接收灵敏度和大气激光通信抗湍流能力,为此有必要研究空间光到少模光纤耦合特性。首先,基于捕获跟踪对准模型、Von Karman湍流谱模型推导了大气湍流及跟瞄误差条件下空间光到少模光纤的耦合模型。其次,基于推导模型分析得到耦合效率与少模光纤参数、湍流强度、跟瞄误差存在凸曲线关系。受到大气湍流强度(大气折射率常量C_(n)^(2)为10^(-15)到10^(-14))影响,光纤归一化频率(V值)在5附近可实现最优耦合性能,最优V值随着湍流强度增加而增加。而受到跟瞄误差(0~4μrad)影响,光纤V值也存在最优值,并随着V值增加其抗跟瞄误差能力也增加。最后,搭建了模拟大气湍流条件下的少模光纤耦合性能实验平台,实验研究了V值分别为3.8、4.6、4.9、5.1的少模光纤在不同模拟湍流强度下的耦合特性,测试结果初步验证了理论研究结果。研究结果为大气激光通信前置放大器设计等研究提供技术参考。 展开更多
关键词 光通信 空间激光通信 耦合效率 光纤耦合 少模光纤
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Data information transfer using complex optical fields:a review and perspective(Invited Paper) 被引量:10
8
作者 王健 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第3期16-20,共5页
Tailored complex optical fields, may find applications in optical manipulation, imaging, microscopy, quantum information processing, and optical communications. Here, we focus on data information transfer for optical ... Tailored complex optical fields, may find applications in optical manipulation, imaging, microscopy, quantum information processing, and optical communications. Here, we focus on data information transfer for optical communications using complex optical fields. We review recent research progress in complex optical field modulation, multiplexing, and multicasting for data information transfer on different platforms of waveguides, free space, and fiber. Challenges and perspectives are also discussed. 展开更多
关键词 MULTICASTING optical communication space platforms
原文传递
空间光通信系统的设计及实现 被引量:7
9
作者 陈建文 姚亚峰 +1 位作者 刘自力 黄载禄 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第9期14-17,共4页
提出一种较全面的空间光通信系统结构。该系统的光发射接收子系统采用三发三收的设计方法,以增大光的发射功率和接收功率;APT子系统采用望远镜进行粗瞄准,音频调制光标信号进行精瞄准;控制子系统采用Ethernet接口,远程通过Internet对系... 提出一种较全面的空间光通信系统结构。该系统的光发射接收子系统采用三发三收的设计方法,以增大光的发射功率和接收功率;APT子系统采用望远镜进行粗瞄准,音频调制光标信号进行精瞄准;控制子系统采用Ethernet接口,远程通过Internet对系统进行测量和控制的设计方法。给出一个近地大气空间光通信系统的设计实例, 其信号传输速率为155Mbps,传输距离为4km,在误码率不大于10-9条件下,系统接收灵敏度达到-52dBm。 展开更多
关键词 空间光通信 光学天线 捕获瞄准和跟踪系统 控制系统
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GPS/INS系统误差对空间激光通信对准算法的影响分析 被引量:10
10
作者 韩成 佟首峰 +3 位作者 陈展东 白宝兴 杨华民 范静涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期650-654,共5页
为了分析GPS/INS系统误差对空间激光通信对准算法的影响,提出了静止和运动通信终端间激光通信的对准算法。根据XW-ADU5600的系统误差,建立了对准算法模型,分析了位置、姿态、航向误差所引起的对准算法误差,给出了相应的仿真曲线。结果表... 为了分析GPS/INS系统误差对空间激光通信对准算法的影响,提出了静止和运动通信终端间激光通信的对准算法。根据XW-ADU5600的系统误差,建立了对准算法模型,分析了位置、姿态、航向误差所引起的对准算法误差,给出了相应的仿真曲线。结果表明:对于静止通信终端的对准算法,大地高误差引起的误差很小,可忽略不计,位置误差引起的误差在方位方向上的分量大于俯仰方向,相差大约一个数量级;对于运动通信终端的对准算法,增加基线长度可以减少误差,姿态和航向误差引起的误差大于位置误差引起的对准误差,且误差与通信终端的当前姿态、航向角以及位置误差的增量方向有关。 展开更多
关键词 空间激光通信 对准 对准误差 全球定位系统 惯性导航系统
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2.3km距离1.25Gb/s速率自由空间光通信实验 被引量:8
11
作者 艾勇 陈晶 +3 位作者 叶德茂 孙浩 杨晋陵 谭莹 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2007年第9期55-57,共3页
介绍了采用新研制的便携式大气光通信系统实现了2.3km距离、1.25Gb/s速率的自由空间光通信实验。给出了系统的设计考虑、基本原理、系统组成等。通信系统的天线口径为40mm,光终端重量为3.5kg,通信波长为1550nm。该通信系统具有视频、以... 介绍了采用新研制的便携式大气光通信系统实现了2.3km距离、1.25Gb/s速率的自由空间光通信实验。给出了系统的设计考虑、基本原理、系统组成等。通信系统的天线口径为40mm,光终端重量为3.5kg,通信波长为1550nm。该通信系统具有视频、以太网等多种接口。实验证明了光学接收系统的接收口径尺寸一般要大于扰动产生的闪烁空间尺度的设计要求。 展开更多
关键词 空间光通信 激光大气传输 大气闪烁
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自由空间光通信ATP地面模拟系统研制 被引量:3
12
作者 熊金涛 张秉华 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期473-477,共5页
自由空间激光通信技术研究关键的步骤之一是通过其地面实验演示系统研究各项关键技术和整体优化技术,并验证它们的性能。文中描述了该地面实验演示系统的一个关键分系统—捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统的设计、预期达到的性能和未来... 自由空间激光通信技术研究关键的步骤之一是通过其地面实验演示系统研究各项关键技术和整体优化技术,并验证它们的性能。文中描述了该地面实验演示系统的一个关键分系统—捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统的设计、预期达到的性能和未来升级的设想。 展开更多
关键词 空间光通信 地面模拟系统 ATP
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混合毫米波射频/多输入多输出-自由空间光通信中继系统 被引量:8
13
作者 刘维 王静怡 +2 位作者 马鑫洋 石文孝 曹景太 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期536-544,共9页
为准确评价混合毫米波射频/多输入多输出-自由空间光通信(millimeter Wave Radio Frequency/Multiple Input Multiple Output-Free Space Optical,mmW RF/MIMO-FSO)中继系统的性能,利用Meijer-G函数推导出混合mmW RF/MIMO-FSO中继系统... 为准确评价混合毫米波射频/多输入多输出-自由空间光通信(millimeter Wave Radio Frequency/Multiple Input Multiple Output-Free Space Optical,mmW RF/MIMO-FSO)中继系统的性能,利用Meijer-G函数推导出混合mmW RF/MIMO-FSO中继系统端到端中断概率、误码率以及遍历容量的闭合解析表达式。该混合系统的中继采用固定增益方案、接收端采用等增益合并方式合并多路信号。mmW RF信道服从Nakagami-m衰落,FSO信道服从Gamma-Gamma分布。数值仿真结果显示,MIMO技术可以有效缓解由于大气湍流强度的增强而导致的混合中继系统性能降低。随着激光发射器和光电探测器相对应的收发孔径数目的增加,混合中继系统性能逐渐增强,但与此同时系统的复杂度也不断提高。综合分析可知,当激光发射器发送的激光信号束与光电探测器使用的接收孔径数相等且都为2时,MIMO-FSO链路的性能达到最佳状态。 展开更多
关键词 空间光通信 混合射频/自由光通信中继系统 毫米波 多输入多输出 固定增益
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空间光通信复合轴APT系统 被引量:8
14
作者 李锐 李洪祚 +2 位作者 唐雁峰 詹伟达 刘仁成 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1333-1336,共4页
为克服单轴伺服系统的固有频率和带宽限制,设计了一个双轴复合APT系统。建立了快速反射镜、相机、D/A数据采集卡和速度伺服单元的传递函数,得到了该系统的传递函数的理论模型。结合MATLAB仿真,分析了动态滞后误差、平台振动误差、光斑... 为克服单轴伺服系统的固有频率和带宽限制,设计了一个双轴复合APT系统。建立了快速反射镜、相机、D/A数据采集卡和速度伺服单元的传递函数,得到了该系统的传递函数的理论模型。结合MATLAB仿真,分析了动态滞后误差、平台振动误差、光斑质心检测误差、机械力矩干扰误差对APT系统精度的影响。采用现代综合算法,对快速反射镜APT系统进行参数整定,设计了一个稳健控制器,进一步抑制残余低频扰动和高频噪声,提高了系统带宽和精度。实验得到的复合轴APT系统带宽为2~16 Hz,系统精度为0.8~4μrad,实验结果和理论分析基本一致。该系统为空间光通信、深空探测、遥感等领域的跟踪瞄准捕获系统的研究提供了借鉴。 展开更多
关键词 空间光通信 APT系统 复合轴 合成算法
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光束准直性对星间相干光通信外差效率的影响 被引量:7
15
作者 赵长政 焦斌亮 陈文新 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期406-409,413,共5页
以本振光为高斯光,信号光为艾里斑分布为前提,建立了空间相干光通信系统外差效率的理论模型。分别在信号光垂直入射和存在角失配入射的情况下,对外差效率进行了仿真分析。结果表明,当光敏感面半径与高斯光束腰半径之比为1.53,且高斯光... 以本振光为高斯光,信号光为艾里斑分布为前提,建立了空间相干光通信系统外差效率的理论模型。分别在信号光垂直入射和存在角失配入射的情况下,对外差效率进行了仿真分析。结果表明,当光敏感面半径与高斯光束腰半径之比为1.53,且高斯光束腰半径与系统F数之比为0.8时,能得到最佳的外差效率为83.3%;信号光与本振光在光敏感面混频时的非准直对外差效率的影响较大,随着失配角的增大外差效率逐渐降低,几毫弧度的失配将使外差效率减小到50%以下。 展开更多
关键词 空间光通信 相干光通信 外差探测 外差效率
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“四级阶梯型”教学法应用的探索与实践 被引量:8
16
作者 何文森 杨华军 +1 位作者 江萍 柯莎莎 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第4期182-184,共3页
重点介绍了加强科学基础训练的主要方法和具体措施,构建了以强化学生动手实践能力、创新设计能力和自主编程能力培养为核心的创新实践教学平台。探索出了一条以课堂教学、创新实践平台和大学生创新训练计划相结合的"知识→实践→创... 重点介绍了加强科学基础训练的主要方法和具体措施,构建了以强化学生动手实践能力、创新设计能力和自主编程能力培养为核心的创新实践教学平台。探索出了一条以课堂教学、创新实践平台和大学生创新训练计划相结合的"知识→实践→创新"逐级训练与引导的立体化实践教学途径,经过多年努力,取得了较好的教学效果。 展开更多
关键词 空间光通信 四级阶梯型教学 四层次训练
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空间光通信APD接收机下LDPC码译码方法及性能分析 被引量:8
17
作者 向劲松 马圣明 +1 位作者 刘飞 杨松 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期687-691,共5页
准循环-低密度奇偶校验(QC-LDPC)码具有优异的性能,但在译码时需根据具体的信道模型修正对应的译码算法。本文分析了QC-LDPC码在空间光通信中的雪崩光电二极管(APD)接收机下的译码方法及译码性能,提出了在APD接收机信道下计算译码初始... 准循环-低密度奇偶校验(QC-LDPC)码具有优异的性能,但在译码时需根据具体的信道模型修正对应的译码算法。本文分析了QC-LDPC码在空间光通信中的雪崩光电二极管(APD)接收机下的译码方法及译码性能,提出了在APD接收机信道下计算译码初始化所需的对数似然比(LLR)的方法。仿真结果表明,对APD接收机信道下的译码进行修正后,基本上不增加额外复杂度情况下,QC-LDPC码在精确的韦伯-高斯(Webb-Gaussian)模型下译码性能优于近似的非对称高斯模型;在信道比较理想的条件下,误码率(BER)为10-6时,韦伯-高斯模型与非对称高斯模型译码性能相比有1dB以上的净编码增益。 展开更多
关键词 空间光通信 准循环-低密度奇偶校验(QC-LDPC)码 雪崩光电二极管(APD)接收机 乘性噪声信道 置信传播(BP)译码算法
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空间相干光通信外差效率及天线像差的影响 被引量:7
18
作者 向劲松 潘乐春 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期53-57,共5页
空间相干光通信中接收天线像差会使光外差效率下降。对本振光为高斯分布,信号光为爱里斑分布的光外差效率进行了研究,给出了无像差时外差效率的解析表达式。当焦平面上爱里斑半径与本振高斯光束光腰半径之比为1.71时,有最大外差效率81.... 空间相干光通信中接收天线像差会使光外差效率下降。对本振光为高斯分布,信号光为爱里斑分布的光外差效率进行了研究,给出了无像差时外差效率的解析表达式。当焦平面上爱里斑半径与本振高斯光束光腰半径之比为1.71时,有最大外差效率81.45%。然后以本振光为理想的高斯光束,信号光受像差的影响,研究了倾斜、离焦、球差、彗差、像散等像差引起的光外差效率损失,给出了存在像差时外差效率的一维积分表达式。研究表明即使在采用离焦校正后,一个波长的球差引起的附加外差效率损失仍可达0.9dB。因此对于爱里斑位于光轴上的接收天线,在设计时需仔细处理球差的影响。 展开更多
关键词 空间光通信 相干光通信 外差效率 像差
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采用多量子阱光折变器件的新型相干光通信接收方案探索 被引量:4
19
作者 石珏 肖海桥 +3 位作者 汤俊雄 张治国 黄绮 付盘铭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期265-269,共5页
探索一种采用多量子阱光折变器件的新型相干空间光通信接收方案,和传统的差拍方案相比,可以省掉繁琐的中频跟踪电子学系统,并对大气光通信传输常见的波面畸变、偏振面无规律变化及多普勒频移等干扰有所抑制。
关键词 多量子阱 光折变器件 空间光通信 相干接收
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基于压电偏转系统的卫星平台振动补偿 被引量:7
20
作者 韩诚山 李祥之 +2 位作者 文明 赵庆磊 姜肖楠 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2085-2091,共7页
针对卫星平台振动严重影响空间光通信跟瞄精度的问题,提出了基于压电偏转控制系统的扰动补偿方案。建立了压电偏转系统的数学模型,设计了基于改进型最小均方根(LMS)滤波算法的自适应控制器,分析了最优步长选择的影响因素。针对输入信号... 针对卫星平台振动严重影响空间光通信跟瞄精度的问题,提出了基于压电偏转控制系统的扰动补偿方案。建立了压电偏转系统的数学模型,设计了基于改进型最小均方根(LMS)滤波算法的自适应控制器,分析了最优步长选择的影响因素。针对输入信号的相位延迟问题,设计了自适应延迟滤波器,不仅有效地补偿了相位延迟,还可通过自适应调节输入信号相位,在不增加步长的前提下提高收敛速率。最后进行了实验验证,结果表明补偿后的残余误差仅为μrad量级,补偿因子达85%以上,验证了补偿算法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 空间光通信 卫星平台 振动补偿 压电偏转 LMS滤波
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