自由空间激光通信系统ATP粗跟踪单元研究

摘要

空间激光通信以其高带宽、高码率、高保密性、低功耗等优点成为空间通信发展的新方向，具有良好的应用前景，各个国家都非常重视对空间光通信的研究工作。而窄的激光发射光束导致了光束对准中的许多技术上的挑战，因此，对捕获、跟踪、对准(Acquisition、Tracking、Pointing-ATP)技术的研究也就显得尤其重要。 本文主要是对ATP系统的粗跟踪接收系统进行研究。介绍了ATP工作原理，对复合轴控制系统的结构原理、误差和视场匹配的分析，特别是对复合轴系统的主轴控制即粗跟踪控制进行了研究；对粗跟踪控制精度的分配、影响粗跟踪单元接收功率参数的特性、选取和优化进行了全面的分析，论述了粗跟踪接收单元CCD的选用和硬件组成，并对接收信号进行处理。建立了粗跟踪单元的数学模型并进行了仿真实验，最后重点讨论了大气对跟踪的影响，主要是天空背景光对粗跟踪的影响，通过分析和实验提出了抑制背景光的方法，并进行了空间传输实验。

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第一章绪论

§1.1引言

§1.2自由空间激光通信特点

§1.3 ATP系统在空间激光通信中的重要作用

§1.4国内外空间激光通信ATP技术的研究现状

§1.5本论文研究的内容

第二章ATP粗跟踪伺服控制单元主要功能

§2.1ATP复合轴伺服控制特点

§2.2 ATP粗跟踪伺服系统的主要功能

第三章ATP粗跟踪单元性能指标分析

§3.1 ATP粗跟踪精度分配

§3.2 ATP粗跟踪单元CCD粗跟踪分辨率性能分析

§3.3 ATP粗跟踪单元接收功率分析

§3.4 ATP粗跟踪单元的控制带宽

第四章ATP粗跟踪单元硬件组成和工作原理

§4.1基于粗跟踪CCD相机的动态跟踪环系统组成

§4.2粗跟踪CCD相机的动态跟踪环数学建模和控制仿真分析

第五章ATP粗跟踪单元关键技术

§5.1强天空背景光对粗跟踪系统影响

§5.2高精度动态跟踪

结 论

致 谢

参考文献