卫星光通信

摘要： 对卫星光通信涉及的部分公开验证项目开展情况和产业化进程进行了分析,并分别从光学、信号处理、机械等方面梳理了卫星光通信中所涉及的关键技术,最后对卫星光通信的发展态势进行了研判。

摘要： 对卫星光通信涉及的部分公开验证项目开展情况和产业化进程进行了分析,并分别从光学、信号处理、机械等方面梳理了卫星光通信中所涉及的关键技术,最后对卫星光通信的发展态势进行了研判.

摘要： 针对卫星光通信粗跟踪系统中机械轴存在空回、轴系摩擦、轴间隙的不足的问题,提出采用柔性轴支撑光端机的方案.首先介绍了采用柔性轴卫星光通信的原理;然后分析了柔铰工作方向的柔度、最小切割处应力特性;从关键点挠度出发推导了回转误差角表达式,并分析了回转误差角对捕获性能的影响;在柔性轴特性研究的基础上,采用遗传算法对柔性铰链进行了优化设计.设计结果为:柔性铰链工作方向柔度0.768 rad/N·m,最小切割处应力1.768e+8 Pa,回转误差角343 μrad;最后采用有限元法对设计结果进行了验证,三项指标的相对误差均小于3.5％,证明设计是可靠的.研究内容可为采用柔性轴的卫星光通信系统设计提供一定参考.

摘要： 相对传统的强度调制-直接检测系统,相干光通信具有灵敏度高和容量大的优势.简述了相干光通信的基本原理和主要特点,介绍了地面系统和空间系统的应用现状,并分析了相干光通信的军事应用前景.

摘要： 相对传统的强度调制-直接检测系统,相干光通信具有灵敏度高和容量大的优势。简述了相干光通信的基本原理和主要特点,介绍了地面系统和空间系统的应用现状,并分析了相干光通信的军事应用前景。

摘要： 社会发展需要高速、完善的通信系统,只有建立健全的通信系统才能为社会信息的传递提供稳定的支撑.相关部门必须加大对通信系统的研究力度,不断完善通信系统及相关技术.当前,对光通信系统的研究是通信系统发展的主要趋势,通过光通信能够极大提升我国通信系统信息传输速度和通信容量.通过激光进行数据传输的卫星通信系统同其它通信系统相比,无论是通信数据容量,还是数据传输速度都是较高的,而且卫星光通信系统有着功耗低、通讯设备简捷以及抗干扰能力强等特点,卫星光通信系统在数据保密上也是其它通信系统不能比拟的.因此,卫星光通信系统是提升我国通信系统的主要手段,其中卫星光通信系统的核心技术是ATP技术,该技术能够实现对激光光束的捕获、对准以及精准跟踪.本论文的主要内容就是对卫星光通信系统的简要分析,并阐述了该系统的核心技术——ATP技术,希望能够为我国卫星光通信系统的发展做出一定的贡献.

摘要： The image sensor in the optical communication for satellite may produce noise due to the space irradiation damage, which leads to the deviation in determining the light spot centroid. Based on the irradiation test data for typical CMOS devices, different sizes of simulated defect spots are used for calculating the centroid deviation value by a grey-level centroid algorithm, and the impact on the tracking & pointing accuracy of the system is analyzed. It is shown that both the amount and the position of defect pixels caused by the irradiation contribute to the spot centroid deviation; and the larger the spots, the less the centroid deviation will be. Some suggestions are made with regard to the constraints for the spot size selection with consideration of the space radiation damage.%卫星光通信系统中的图像传感器在空间辐射环境中会因辐射损伤导致成像噪声增大,从而在确定光斑质心时产生偏差,影响系统跟瞄精度.文章基于典型器件地面辐照试验数据分析结果,利用灰度质心算法对不同尺寸模拟缺陷光斑的质心偏差量进行计算,并分析质心偏差对系统跟瞄精度的影响.结果表明:光斑的质心偏移与辐射产生缺陷像素的数量和位置均相关;增大光斑尺寸可减小质心偏差.最后,从抗辐射损伤能力角度为系统光斑尺寸选取提出约束条件要求.

摘要： 卫星光通信具有传输速率高、终端体积小、重量轻、功耗低以及安全性好等优势,是一种极具前景的卫星通信方式,受到了国内外广泛关注.自20世纪70年代开始,国际上先后开展了一系列卫星光通信研究工作,对相关理论和技术开展了全面深入的研究,并开展了多项空间试验.本文介绍了国内外卫星光通信研究现状,并对该领域未来发展进行了展望.

摘要： 为了实现卫星光通信粗瞄系统高精度强鲁棒性的位置伺服运动，克服干扰和参数摄动的影响，设计了基于神经网络的变结构控制器。为了保证系统的控制精度和鲁棒稳定性，设计了滑模变结构控制器，使用饱和函数代替符号函数的准滑模控制减小抖振。设计了RBF网络变结构控制器，切换函数作为RBF神经网络的输入，变结构控制器作为RBF网络的输出，控制器由连续的高斯基函数取代了不连续的切换控制，进一步消除了抖振。并利用Lyapunov方法对系统进行了稳定性分析，并进行了仿真分析。仿真结果表明该控制方法速度响应快、控制精度高且系统对各种干扰和参数摄动具有较强的鲁棒性。

摘要： 卫星光通信载荷对光机结构的设计要求苛刻，在空间高真空及热环境下对经典的压圈和压板式反射镜安装结构的热变形进行了分析。针对激光通信终端小型化、轻量化的原则，提出适合卫星光通信潜望式光机结构安装的卡槽三点固定法方式，经分析在温度相对于初始温度化±5°C范围内时，通光口径范围内的反射面P-V值小于0.01μm。该潜望镜的光机安装结构可以满足卫星光通信高精度的跟踪要求和高质量的发射与接收光束，同时以此设计为根据，可以对光通信载荷的舱外光机热控提出要求。另外，在不影响反射精度的情况下对镜片采取了一定的减重措施。

摘要： 多光束连续扫描卫星光通信捕获技术的系统误差主要出现在时间信息的反馈和探测部分。本文通过分析目标位置与圆心距离的计算公式,绘制出不同扫描位置探测概率随均方差和步进时长的变化趋势。从中得出的结论是,将目标卫星出现概率最大的区域安排在扫描轨迹中靠后的位置可以有效减少误差产生，对一个扫描周期内识别概率进行数值仿真表明,当系统对时间信息的探测精度要达到4×10-3s时,系统误差概率将小于1%。

摘要： 随着光纤通信技术的发展和光通信器件制造日益成熟,地面有线光通信网建设取得的成效十分明显,建成了规模庞大、自愈能力强、可靠性高的地面光纤通信网,能满足各种应用要求,是目前各种信息传输的主要手段,也是大数据通信的主要管道.卫星光通信最近几年在技术上发展较快,特别是美国、欧洲和日本在卫星光通信上取得了不错的成绩,已经达到了实用阶段.利用卫星光通信可以构建星对星、星对地、星对飞机、星对船、星对水下和星对移动物体的通信网,与比较完善的地面光纤通信网形成互连,从而构建空地一体立体光通信网络,对有特殊通信要求的用户是一种很好的选择.

摘要： 研究经典跟踪光斑处理重心算法,得到重心算法精度受影响原因,依此提出高精度光斑处理算法.分析典型的卫星平台振动谱和卫星平台振动对光通信链路的影响,结合跟踪光斑重心算法和高精度光斑处理算法,设计出新的光通信跟踪光斑的方法,实验验证此方法不受光斑图像链路距离、光斑不规则圆斑变化等影响.在光斑的像散、光晕、光通信链路距离和光斑不规则圆斑变化的情况下,实现了快速、有效、高精度卫星平台空间光通信的跟踪.

摘要： 瞄准、捕获和跟踪技术,即PAT技术是卫星间光通信系统的关键技术.精瞄镜是PAT系统的精确瞄准器件,其性能直接影响跟瞄精度,对精瞄镜的控制特别是闭环控制就显得尤其重要.本文提出了一种基于PID算法的精瞄镜模拟电路闭环控制算法,该算法比数字控制算法控制精度高、速度快、接口少.实验结果说明,本文所提精瞄镜闭环控制算法具有很高的控制精度和良好的控制效果.

摘要： 本文从求解描述反常声光相互作用几何关系的Dixon方程出发,得到了具体参数下的较优的一组入射角和衍射角，并根据实际应用系统需求,分析包括TeO2晶体在PAT系统光路中的放置方向及其端面切割角度等在内的参数,设计了一种针对收发光波长均为800nm的的反常AOD模型结构。基于此结构分析了发射光取800-830nm波长范围,由收发光波长差异所产生的指向偏差。结果表明,830nm的发射光在超声波中心频率f0=101MHz处的指向偏差可达-4.9817mrad.最后提出采用收发分离式PAT系统来避免此种指向偏差。

摘要： 本文从求解描述反常声光相互作用几何关系的Dixon方程出发,得到了具体参数下的较优的一组入射角和衍射角，并根据实际应用系统需求,分析包括TeO2晶体在PAT系统光路中的放置方向及其端面切割角度等在内的参数,设计了一种针对收发光波长均为800nm的的反常AOD模型结构。基于此结构分析了发射光取800-830nm波长范围,由收发光波长差异所产生的指向偏差。结果表明,830nm的发射光在超声波中心频率f0=101MHz处的指向偏差可达-4.9817mrad.最后提出采用收发分离式PAT系统来避免此种指向偏差。

摘要： 本文从求解描述反常声光相互作用几何关系的Dixon方程出发,得到了具体参数下的较优的一组入射角和衍射角，并根据实际应用系统需求,分析包括TeO2晶体在PAT系统光路中的放置方向及其端面切割角度等在内的参数,设计了一种针对收发光波长均为800nm的的反常AOD模型结构。基于此结构分析了发射光取800-830nm波长范围,由收发光波长差异所产生的指向偏差。结果表明,830nm的发射光在超声波中心频率f0=101MHz处的指向偏差可达-4.9817mrad.最后提出采用收发分离式PAT系统来避免此种指向偏差。

摘要： 本发明涉及一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端，包括捕获跟踪瞄准装置，其能够进行姿态变换以捕获第一低轨卫星发射的激光束，从而使得手持终端能够与低轨卫星建立第一激光通信链路；在手持终端与第一低轨卫星建立第一激光通信链路的情况下，第一低轨卫星将手持终端的第一信息传递至具有确定位置的同步卫星以使得同步卫星发射的激光束能够覆盖手持终端，并且第一低轨卫星能够将与手持终端建立第二激光通信链路的第一同步卫星的第二信息传递至手持终端，以使得手持终端能够基于自身属性选择其中一个能够与其建立第二激光通信链路的第一同步卫星并调整捕获跟踪瞄准装置的姿态捕获同步卫星发射的激光束以随时随地建立第二激光通信链路。

摘要： 本发明涉及一种基于卫星光通信系统的便携式接收装置，包括ATP终端，ATP终端触发于异常状态或者人工请求用以捕获卫星发射的激光束，以使得ATP终端能够在载体的通信信道中断或者不通畅的情况下与卫星建立激光通信链路从而形成在卫星与接收装置之间能够彼此通信的应急信道，在ATP终端与卫星建立激光通信链路之前，接收装置触发于异常状态或者人工请求发出信标信号以使得接收装置能够与散落的和/或即将散落的通信子装置建立通信连接从而形成在通信子装置与接收装置之间彼此能够通信的海上自主援救网络，从而在ATP终端与卫星建立激光通信链路之后，接收装置能够通过激光通信链路将接收到通信子装置的信息与接收装置的信息以光信息的方式传递至卫星。

摘要： 为克服现有技术通过激光通信地面站对卫星光通信终端进行在轨标定时，只能在夜间进行接收光轴位置标定，无法校正终端自身收发同轴度，也无法对终端的捕跟、通信状态进行检查的缺陷，本发明提供一种卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置及方法，该装置包括外标校发射支路、标校反射器、粗指向机构、光学天线、精指向机构、分光片Ⅰ、分光片Ⅱ、分光片Ⅲ、超前瞄机构Ⅰ、信号内标校发射支路、超前瞄机构Ⅱ、信标内标校发射支路、通信接收支路、通信探测器、捕跟接收支路、捕跟探测器、通信收发机、终端控制器。该装置及方法能够满足卫星激光通信终端实现在轨自标校的要求，且校正收发光轴的同轴度可达到微弧度量级。

摘要： 一种基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法及装置，涉及卫星光通信领域。解决了现有卫星光通信中心点标定方法存在标定过程复杂和标定时间过长的问题。采用平行光管和辅助光源模拟光通信终端接收的远场平行光；采用光功率计测试光通信终端接收光纤获得的耦合光功率；连接偏转控制器与偏转镜，并且将光功率计、偏转镜控制器以及CCD通过总线与测试计算机连接；测试计算机采用螺旋扫描方式控制偏转镜的角度，同时采集光功率计获得的光功率值；将辅助光源的波长调整为信标光接收波长，记录CCD质心坐标，并将其作为通信中心点。本发明可以应用于卫星光通信终端光学调试和卫星光通信终端在各种环境试验前后光学指标的测试和复测过程。

摘要： 本发明公开了一种卫星光通信捕获跟踪处理方法，包括的步骤为：(1)卫星捕获探测器视场获取对方通信卫星激光载荷发射的信标光，并进行成像获取光斑位置；(2)根据光斑位置，调整天线，使光斑处于M×M个像元尺寸的视场内；(3)利用快速转镜对光斑，将光斑调整到N×N个像元尺寸的视场中；(4)、继续对光斑在N×N视场中的位置进行检测，当光斑跳出N×N个像元尺寸的视场时，返回步骤(3)。采用本发明可以在光斑的像散、光晕、光通信链路距离和光斑不规则圆斑变化的情况下，实现了对光斑的高精度计算，从而快速、有效卫星的实现光通信捕跟的建立。

摘要： 本发明涉及一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端，包括捕获跟踪瞄准装置，其能够进行姿态变换以捕获第一低轨卫星发射的激光束，从而使得手持终端能够与低轨卫星建立第一激光通信链路；在手持终端与第一低轨卫星建立第一激光通信链路的情况下，第一低轨卫星将手持终端的第一信息传递至具有确定位置的同步卫星以使得同步卫星发射的激光束能够覆盖手持终端，并且第一低轨卫星能够将与手持终端建立第二激光通信链路的第一同步卫星的第二信息传递至手持终端，以使得手持终端能够基于自身属性选择其中一个能够与其建立第二激光通信链路的第一同步卫星并调整捕获跟踪瞄准装置的姿态捕获同步卫星发射的激光束以随时随地建立第二激光通信链路。

摘要： 为克服现有技术通过激光通信地面站对卫星光通信终端进行在轨标定时，只能在夜间进行接收光轴位置标定，无法校正终端自身收发同轴度，也无法对终端的捕跟、通信状态进行检查的缺陷，本发明提供一种卫星光通信终端在轨标定及收发同轴度校正装置及方法，该装置包括外标校发射支路、标校反射器、粗指向机构、光学天线、精指向机构、分光片Ⅰ、分光片Ⅱ、分光片Ⅲ、超前瞄机构Ⅰ、信号内标校发射支路、超前瞄机构Ⅱ、信标内标校发射支路、通信接收支路、通信探测器、捕跟接收支路、捕跟探测器、通信收发机、终端控制器。该装置及方法能够满足卫星激光通信终端实现在轨自标校的要求，且校正收发光轴的同轴度可达到微弧度量级。

摘要： 本发明涉及一种基于卫星光通信系统的便携式接收装置，包括ATP终端，ATP终端触发于异常状态或者人工请求用以捕获卫星发射的激光束，以使得ATP终端能够在载体的通信信道中断或者不通畅的情况下与卫星建立激光通信链路从而形成在卫星与接收装置之间能够彼此通信的应急信道，在ATP终端与卫星建立激光通信链路之前，接收装置触发于异常状态或者人工请求发出信标信号以使得接收装置能够与散落的和/或即将散落的通信子装置建立通信连接从而形成在通信子装置与接收装置之间彼此能够通信的海上自主援救网络，从而在ATP终端与卫星建立激光通信链路之后，接收装置能够通过激光通信链路将接收到通信子装置的信息与接收装置的信息以光信息的方式传递至卫星。

摘要： 卫星光通信终端基于模糊PID的温度梯度稳定控制方法，属于卫星光通信终端的温度控制技术领域。本发明是为了解决现有卫星光通信星上系统的温度测量方法要求对温度的采样速率高，其控温精度低的问题。它通过温度采集系统获取通信终端主体的局部温度，由局部温度与通信终端主体的局部期望温度相比较，获得偏差及偏差变化率；模糊控制器根据偏差、偏差变化率及温度采集系统的采样间隔对PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数进行调整，获得PID控制器的比例系数修正量、积分系数修正量和微分系数修正量；PID控制器通过计算获得控制量，进而实现卫星光通信终端的温度梯度稳定控制。本发明用于卫星光通信终端的温度控制。

摘要： 一种基于偏转镜的卫星光通信接收光场中心视场快速标定方法及装置，涉及卫星光通信领域。解决了现有卫星光通信中心点标定方法存在标定过程复杂和标定时间过长的问题。采用平行光管和辅助光源模拟光通信终端接收的远场平行光；采用光功率计测试光通信终端接收光纤获得的耦合光功率；连接偏转控制器与偏转镜，并且将光功率计、偏转镜控制器以及CCD通过总线与测试计算机连接；测试计算机采用螺旋扫描方式控制偏转镜的角度，同时采集光功率计获得的光功率值；将辅助光源的波长调整为信标光接收波长，记录CCD质心坐标，并将其作为通信中心点。本发明可以应用于卫星光通信终端光学调试和卫星光通信终端在各种环境试验前后光学指标的测试和复测过程。