基于电光效应的相干检测星间跟踪技术

摘要

激光由于其自身功率密度高、方向性好,加之因频率高而带来的天线尺寸小、系统结构紧凑轻便,信息容量大等突出优点,因而在卫星系统中有很大的应用潜力.随着元器件的发展,卫星光通信技术日益成熟,并正向商业化方向发展,可以预计,卫星光通信必将成为下个世纪超大容量卫星通信的主要途径.空间光通信中捕获、跟踪、对准(ATP)技术的采用是为了保证空间光通信系统建立可靠通信链路,是实现空间光通信需要首先突破和解决的关键技术.空间光通信ATP子系统中的瞄准误差等关键参数直接影响系统总体性能以及对总体设计指标的确定,在一定程度上还决定了空间光通信系统的重量、体积以及系统制作的复杂程度.因此,开展对ATP技术的研究对实现空间光通信有着重要的现实意义.本文一种新颖的不使用CCD或四象限传感器的光束定向机理.它采用光束章动和相干检测技术,可实现高精度和极高灵敏度的光束定向.具有线性电光效应的LiNbO<,3>晶体完成光束章动功能.当信号光束进行圆形扫描时,周期性变化的相干光功率中将包含光束的方向信息,据此控制细瞄准镜调整光束方向,实现星间跟踪.我们建立了整个定向系统的数学和计算机模型,计算结果表明只要维持足够低的激光器相位噪声就能实现高精度的光束定向.同时,我们构建了相应的实验系统来验证应用该技术进行光束定向的可行性.

目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2空间光通信发展概况与现状

1.3卫星光通信系统组成

1.4本文主要工作内容

第二章空间相干检测跟踪系统

2.1 引言

2.2 ATP系统结构及原理

2.3微小角度光电检测[20]

2.4基于电光效应的空间相干检测跟踪系统

2.5小结

第三章基模高斯光束相干检测原理

3.1 引言

3.2基模高斯光束相干检测模型

3.3基模高斯光束相干检测的简化模型

3.4小结

第四章电光光束偏转器原理及其设计

4.1引言

4.2电光光束偏转器原理[30]

4.3电光光束偏转器结构设计

4.4入射光线倾斜角对偏转角度的影响

4.5 LINBO3晶体对基模高斯高斯光束传播特性的影响

4.6小结

第五章相干检测定向实验系统的构建

5.1引言

5.2相干检测定向实验系统

5.3实验系统信号分析

5.4相干检测定向系统噪声分析

5.5小结

结束语

参考文献

致谢

论文发表情况