基于光探测器空间辐射效应的卫星光通信系统误码率特性 被引量：13

1

作者 刘韵 赵尚弘 +2 位作者 杨生胜 李勇军 强若馨 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期124-128,共5页

通过对空间辐射环境中PIN光探测器损伤机理的分析,得到了光电流与暗电流在辐照条件下的变化规律.在此基础上,建立了基于PIN光探测器空间辐射效应的卫星光通信系统误码率模型.仿真得出,辐照强度约为5×104 Gy和8×104 Gy时,50Me... 通过对空间辐射环境中PIN光探测器损伤机理的分析,得到了光电流与暗电流在辐照条件下的变化规律.在此基础上,建立了基于PIN光探测器空间辐射效应的卫星光通信系统误码率模型.仿真得出,辐照强度约为5×104 Gy和8×104 Gy时,50MeV质子和10MeV质子辐照条件下的系统误码率先后达到10-6;在5×105 Gy^6×105 Gy范围内,电子与Gamma射线辐照下的误码率亦达到10-6.结合系统误码率的损伤机理,进一步研究了判决阈值对误码率的影响.结果表明,辐照强度为1MGy时,判决阈值由4.3×10-7 A上升至5.5×10-7 A,能够使误码率降低近3个量级.因此,适当选取判决阈值能够有效的改善系统误码率情况. 展开更多

关键词 卫星光通信 PIN光探测器 误码率 空间辐射环境 判决阈值

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卫星激光通信滤光膜的研制 被引量：12

2

作者 张静 付秀华 潘永刚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期303-306,共4页

为满足卫星激光通信中超高速数据传输的特殊要求,采用电子束和离子辅助沉积技术,制备了532nm、632nm和1 064nm波长处高反射,808nm和1 550nm处高透射的多波段滤光膜.选取了H4和SiO2作为高低折射率材料,通过对膜系设计曲线的不断优化,减... 为满足卫星激光通信中超高速数据传输的特殊要求,采用电子束和离子辅助沉积技术,制备了532nm、632nm和1 064nm波长处高反射,808nm和1 550nm处高透射的多波段滤光膜.选取了H4和SiO2作为高低折射率材料,通过对膜系设计曲线的不断优化,减少了灵敏层的个数,得到了相对易于制备的膜系结构;采用电子束加热蒸发方法并加以离子辅助沉积系统制备薄膜,采用光控与晶控同时监控的方法控制膜厚;通过不断调整工艺,提高了薄膜的抗激光损伤能力,减小了膜厚控制误差,提高了透射波段的透过率及反射波段的反射率,最终得到了光谱性能较好的滤光膜.该薄膜能够承受雨淋、盐雾、高低温等环境测试,满足使用要求. 展开更多

关键词 卫星激光通信 电子束加热蒸发 离子辅助沉积 激光损伤阈值 膜系设计

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星地激光通信系统偏振特性分析 被引量：10

3

作者 王超 江伦 +2 位作者 董科研 安岩 姜会林 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第12期66-71,共6页

对于星地激光通信,使用圆偏振光进行传输是其较优的选择,此时必须对其光学系统进行偏振定标。利用菲涅耳公式及琼斯矩阵对影响光学系统偏振态的因素进行了分析。针对一个特定的星地激光通信发射光学系统,给出了系统结构以及存在于系统... 对于星地激光通信,使用圆偏振光进行传输是其较优的选择,此时必须对其光学系统进行偏振定标。利用菲涅耳公式及琼斯矩阵对影响光学系统偏振态的因素进行了分析。针对一个特定的星地激光通信发射光学系统,给出了系统结构以及存在于系统中的几种不同分光膜系的曲线。利用光学软件ZEMAX,对初始状态为线偏振的激光在光学系统中传播过程的每一步进行偏振特性分析。分析结果表明:对于空间光通信光学系统,45°放置的分光片和反射镜是导致偏振态改变的主要因素;一般意义上的消偏振膜系只能保证p分量和s分量的能量透射率相同,但p光和s光之间仍存在相位延迟,造成偏振态变化;调整入射光的光矢量方向至与入射面平行或垂直,可将光学系统引起的仪器偏振误差降至最低。 展开更多

关键词 光通信 星地激光通信 光学系统 偏振特性 波长分光片

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基于遗传蚁群融合算法的混合链路中继卫星资源调度研究 被引量：8

4

作者 邓博于 赵尚弘 +3 位作者 侯睿 赵卫虎 赵静 张曦文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期2211-2217,共7页

针对遗传算法容易陷入局部最优和蚁群算法初始信息素匮乏的缺点,提出将遗传和蚁群融合算法应用于中继卫星系统的资源调度问题。通过改进蚁群算法信息素的定义,利用基于时间窗口序号编码思想,给出中继卫星资源调度约束条件与目标函数并... 针对遗传算法容易陷入局部最优和蚁群算法初始信息素匮乏的缺点,提出将遗传和蚁群融合算法应用于中继卫星系统的资源调度问题。通过改进蚁群算法信息素的定义,利用基于时间窗口序号编码思想,给出中继卫星资源调度约束条件与目标函数并建立数学模型。仿真分析了融合算法、标准遗传算法和改进蚁群算法的优化特性,结果表明融合算法是解决中继卫星调度问题的有效方法。 展开更多

关键词 星间激光通信 微波与激光混合链路 中继卫星系统 蚁群遗传融合算法 资源调度

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卫星激光通信快速反射镜研究进展及发展趋势 被引量：6

5

作者 余子昊 王栎皓 +2 位作者 汪洋 刘艺晨 武震宇 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第15期33-42,共10页

快速反射镜(FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、激光武器、自适应光学成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统中的核心部件。本文介绍了ATP系统和FSM的工作原理,并从驱动方式、FSM的... 快速反射镜(FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、激光武器、自适应光学成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统中的核心部件。本文介绍了ATP系统和FSM的工作原理,并从驱动方式、FSM的面形、工作带宽、扫描角度范围、控制精度、体积重量及功耗等性能指标及在卫星激光通信的应用等方面,详细介绍了国内外研究机构的多款FSM器件,从音圈电机、压电陶瓷和微机电系统(MEMS)三种驱动结构上对FSM进行了分类,并阐述了不同驱动结构FSM的工作方式及性能差异,分析了影响FSM在ATP系统中应用的关键参数,展望了FSM在激光通信中的关键技术,指出了高精度、数字化、小型化是FSM的发展趋势。 展开更多

关键词 光通信 卫星激光通信 快速反射镜 压电陶瓷 音圈电机 微机电系统

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面向应急通信的低轨短数据通信星座优化设计 被引量：6

6

作者 刘洋 刘武 +3 位作者 戴媛媛 刘勇 李华 杨杰峰 《现代电子技术》 北大核心 2019年第5期19-22,26,共5页

针对军民各行业的应急通信需求,开展了基于低轨卫星的短数据通信系统设计和优化分析。借鉴全球星优化设计方法,得到了由分布在7个轨道面的49颗低轨卫星组成的短数据通信卫星星座。系统内各卫星通过激光链路为用户信息传递提供实时传输通... 针对军民各行业的应急通信需求,开展了基于低轨卫星的短数据通信系统设计和优化分析。借鉴全球星优化设计方法,得到了由分布在7个轨道面的49颗低轨卫星组成的短数据通信卫星星座。系统内各卫星通过激光链路为用户信息传递提供实时传输通道,任意时刻卫星与周边不少于10颗卫星存在通信链路。效能仿真结果表明,系统能够实现对我国陆地领土无缝覆盖,对周边区域和低纬度区域实现不小于90%的覆盖率,满足信息的应急传递需求。 展开更多

关键词 应急通信 短数据 低轨卫星 激光通信 通信系统 星座

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卫星激光通信MEMS快速反射镜可靠性研究进展 被引量：4

7

作者 朱伟鸿 汪洋 +2 位作者 王栎皓 刘艺晨 武震宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期222-234,共13页

快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、超分辨率成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(Acquisition Tracking and Pointing,ATP)系统中的核心部件。传统快反... 快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、超分辨率成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(Acquisition Tracking and Pointing,ATP)系统中的核心部件。传统快反镜主要由压电陶瓷和音圈电机驱动,而基于微机电(Micro Electro Mechanical System,MEMS)技术制备的快反镜具有小型化及批量化等优势,是技术发展的趋势,但其应用于卫星激光通信领域的可靠性尚未进行全面论证。文中介绍了快反镜的工作原理、环境适应性要求以及国内外快反镜的可靠性水平,结合致动原理和结构分析了现有快反镜的失效机理、评估方法和可靠性加固技术,最后指出了高可靠性快反镜的结构和加固技术发展方向,并通过综合分析与仿真验证了MEMS快反镜应用于卫星激光通信的可行性。 展开更多

关键词 卫星激光通信 快速反射镜 微机电系统技术 环境适应性 可靠性

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卫星激光通信终端控制系统稳定性设计

8

作者 王岩 郑燕红 +2 位作者 刘杨 杨奇峰 陈兴林 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期465-472,共8页

卫星激光通信终端控制系统的稳定性是激光通信链路建立与保持过程中的重要性能指标。以终端天线与快速倾斜镜(FSM)两个内回路控制器设计为基础,建立了当电荷耦合(CCD)探测器获得对方终端位置信息构成激光闭合回路时整个激光通信控制系... 卫星激光通信终端控制系统的稳定性是激光通信链路建立与保持过程中的重要性能指标。以终端天线与快速倾斜镜(FSM)两个内回路控制器设计为基础,建立了当电荷耦合(CCD)探测器获得对方终端位置信息构成激光闭合回路时整个激光通信控制系统模型,并根据时滞依赖稳定性定理推导了系统渐近稳定的充分条件,在此基础上对不稳定情况,结合锥补法提出了修正状态反馈设计方案。仿真表明,通过该方案设计得到的控制器,可以保证系统的稳定性,而激光通信控制系统的粗、精回路具有合适的系统带宽,可以协调地工作。 展开更多

关键词 卫星激光通信 终端控制系统 系统稳定性 时滞依赖 锥补法

原文传递

卫星光通信链路新型宽视场角捕捉方案探讨 被引量：5

9

作者 肖海桥 张量 汤俊雄 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第8期56-59,共4页

本文提出了一种在卫星光通信链路建立中利用原子滤光器多峰特性的新型捕捉系统方案，可以将原子滤光器等效带宽减少到０００７ｎｍ，在实现宽视场角接收情况下进一步减少捕捉时间，并能满足卫星运动中的多普勒频移要求．此外本文讨论... 本文提出了一种在卫星光通信链路建立中利用原子滤光器多峰特性的新型捕捉系统方案，可以将原子滤光器等效带宽减少到０００７ｎｍ，在实现宽视场角接收情况下进一步减少捕捉时间，并能满足卫星运动中的多普勒频移要求．此外本文讨论了该系统中原子滤光器等效带宽与接收视场角、信标发散角、最大捕捉时间等捕捉系统主要性能参数之间的关系． 展开更多

关键词 卫星光通信链路 原子滤光器 宽视场角捕捉

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高速空间激光通信系统在空天信息网中的应用 被引量：6

10

作者 胡鹤飞 刘元安 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1270-1274,1290,共6页

针对高速空间激光通信系统应用时面临的主要问题:节点高速运动的跟踪瞄准和与组网载荷协同工作,提出将高速空间激光通信系统作为节点主要通信载荷的双通信载荷结构,并设计了高速空间激光通信系统与组网载荷协同工作机制和协议模型,依据... 针对高速空间激光通信系统应用时面临的主要问题:节点高速运动的跟踪瞄准和与组网载荷协同工作,提出将高速空间激光通信系统作为节点主要通信载荷的双通信载荷结构,并设计了高速空间激光通信系统与组网载荷协同工作机制和协议模型,依据协议模型进行了原理样机开发与试验。试验结果表明,提出的协同工作机制与协议模型能很好地适用于高速空间激光系统,支持超高速率数据传输,最高MAC层协议数据速率可达1.772Gb/s,平均处理时延20μs。 展开更多

关键词 卫星通信 高速空间激光通信 空天信息网 双通信载荷

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基于标量衍射的星间相干激光通信外差效率研究 被引量：3

11

作者 丁科 李晓峰 赵华 《半导体光电》 CAS 北大核心 2016年第1期95-99,103,共6页

针对本振光为高斯分布,接收信号光经望远镜聚焦后为艾里分布的情况,首先对高斯和艾里函数用数值计算的方式得到两种光斑最大外差效率:当艾里斑直径和高斯光束束腰直径之比为1.719时,最大外差效率为81.45%;然后介绍了光的标量衍射和Zern... 针对本振光为高斯分布,接收信号光经望远镜聚焦后为艾里分布的情况,首先对高斯和艾里函数用数值计算的方式得到两种光斑最大外差效率:当艾里斑直径和高斯光束束腰直径之比为1.719时,最大外差效率为81.45%;然后介绍了光的标量衍射和Zernike像差理论,分析了夫琅禾费衍射适用于相干聚焦光场的条件,计算了平面、高斯、艾里光场和Zernike像差的采样要求,对存在各种像差的光学系统的外差效率进行了仿真,分析了倾斜、离焦、像散、慧差、球差等基本像差及组合像差对外差效率的影响,结果表明:各种像差对外差效率的影响从低到高分别为像散、倾斜、离焦、慧差和球差;3dB外差效率损失对应相干系统的指标为跟踪误差优于1μrad(RMS),组合波像差优于0.1λ。研究结果对相干激光通信系统的链路损耗分配和光机系统的工程设计具有指导意义。 展开更多

关键词 星间相干激光通信 标量衍射 泽尼克像差 本振光 外差效率

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