星地激光通信星上终端杂散光分析及抑制方法研究

摘要

卫星光通信是以激光作为信息载体在卫星或星地间进行极远距离、极弱信号传输的通信方式，当杂散光进入探测器时将造成系统性能下降。为提高跟瞄稳定性、改善通信质量，有必要研究杂散光的产生机理，并研究有效的抑制方法。本文以星地激光通信星上终端为对象，研究星上终端的杂散光理论，并进行仿真，主要研究内容如下：
　　1、杂散光理论模型建立。分析了星地激光通信星上终端所处的光学环境，并建立了相应的杂散光理论模型：空间杂散光理论模型和内部杂散光理论模型。针对星上终端探测器的作用特点，建立了适应于星上终端的评价函数。
　　2、杂散光抑制方法研究。从光能传输方程出发，介绍了星上终端抑制杂散光的基本思路。针对星上终端的特点，介绍了星上终端抑制杂散光常采用的方法，并总结了常用遮光罩的设计原则及方法。对有次镜遮挡的系统，提出了一种除次镜遮挡的方法，并建立了模型。
　　3、空间杂散光仿真研究。对卫星光通信星上终端设计了遮光罩，并仿真研究了遮光罩参数对杂散光抑制能力的影响，以及不同条件下太阳辐射和地球背景光对系统的影响。
　　4、内部杂散光仿真研究。以内部杂散光理论模型为基础，详细计算了在不同条件下探测器接收到的内部杂散光功率，讨论了如何通过选取系统参数减小内部杂散光。
　　本论文的研究工作能为星上终端的杂散光分析提供理论依据，并为遮光罩的设计提供仿真参考，对高性能星上终端的研制具有参考价值。

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目录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及目的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究工作

第2章 星上终端杂散光理论研究

2.1 空间杂散光理论研究

2.2 内部杂散光理论研究

2.3 评价函数

2.4 本章小结

第3章 星上终端杂散光抑制方法研究

3.1 空间环境杂散光抑制方法研究

3.2 内部杂散光抑制方法研究

3.3 本章小结

第4章 空间环境杂散光仿真研究

4.1 遮光罩设计

4.2 遮光罩参数仿真研究

4.3 空间杂散光仿真研究

4.4 结果分析

4.5 本章小结

第5章 内部杂散光仿真研究

5.1 内部杂散光数值仿真

5.2 结果分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及申请的国家发明专利

声明

致谢