【摘要】：星地激光通信具有軌道覆蓋面積廣、終端體積小等特點受到廣泛關(guān)注。激光通信的衛(wèi)星終端以GEO衛(wèi)星作為平臺與地面建立通信鏈路,實現(xiàn)衛(wèi)星與地面通信終端之間數(shù)據(jù)的相互傳輸。為了構(gòu)建穩(wěn)定可靠的星地激光通信鏈路,實現(xiàn)星地激光通信,本文對GEO-地激光通信跟瞄系統(tǒng)進行研究。首先對GEO衛(wèi)星的運行軌道的環(huán)境進行調(diào)研,對衛(wèi)星振動特性以及真空環(huán)境等衛(wèi)星通信時的工作環(huán)境進行分析,從而確定GEO衛(wèi)星激光通信終端的設(shè)計要求。通過對系統(tǒng)重要參數(shù)的分析確定系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。對比現(xiàn)有激光通信跟瞄結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點,結(jié)合系統(tǒng)需求,最終確定本課題研究的跟瞄系統(tǒng)選用十字跟蹤架結(jié)構(gòu)。其次針對多數(shù)傳統(tǒng)跟瞄機構(gòu)采用的無刷直流力矩電機驅(qū)動方式需要電機不停的工作引起的系統(tǒng)功耗普遍較大的問題提出了一種具有自鎖功能的傳動機構(gòu)。將自鎖功能的傳動機構(gòu)應(yīng)用于激光通信的跟瞄系統(tǒng)就可以完成高精度適軸指向,保持光軸始終處于精跟蹤視場內(nèi)的基礎(chǔ)上減小系統(tǒng)功耗、提高系統(tǒng)使用壽命。本文對精密傳動機構(gòu)進行方案設(shè)計與原理分析。根據(jù)技術(shù)方案建立了精密傳動機構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,通過推導(dǎo)和理論計算最終確定傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。完成傳動機構(gòu)設(shè)計后對精密傳動機構(gòu)關(guān)鍵部件進行力學(xué)分析對傳動機構(gòu)進行驗證。然后結(jié)合傳動機構(gòu)對激光通信跟瞄系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。在跟瞄系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,首先確定跟瞄系統(tǒng)的各個部分的材料和器件,然后對跟瞄系統(tǒng)進行軸系詳細(xì)設(shè)計,并通過計算軸系晃動誤差分析軸系精度,最后使用模態(tài)分析法對跟瞄系統(tǒng)進行仿真驗證。并對跟瞄系統(tǒng)控制系統(tǒng)進行設(shè)計。最后本文結(jié)合系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)對跟瞄系統(tǒng)和傳動機構(gòu)進行實驗測試,結(jié)果表明跟瞄系統(tǒng)與傳動機構(gòu)皆滿足技術(shù)要求。驗證了本課題設(shè)計合理,機械結(jié)構(gòu)緊湊,關(guān)鍵參數(shù)達(dá)到激光通信的主要技術(shù)指標(biāo)。
【圖文】：

a) b)圖 1.1 LCE 終端及實驗鏈路示意圖a) LCE 終端 b) 實驗鏈路1994 年宇航局 NASA 研制光通信演示器 OCDI 系統(tǒng)驗證了激光通信中應(yīng)用的技術(shù)。經(jīng)過一段時間的研制，，NASA 的 OCD 的第二代 OCDII 誕生了。OCDII 系用波長為 1550nm 激光實現(xiàn)了第一代無法比較的 2.48Gbps 通信速率[7-8]。OCD 系 OCDII 系統(tǒng)如圖 1.2 所示。a) b)圖 1.2 OCD 和 OCDⅡ終端a) OCDI 終端 b) OCDII 終端1995 年彈道導(dǎo)彈防御組織 BMDO(Ballistic Missile Defense Organization)為實現(xiàn)

stem)計劃中所采用的通信終端的性能、體積、重量、功耗以及傳輸碼率等方面優(yōu)秀，通信速率達(dá)到了 1Gpbs。實驗的成功為當(dāng)時激光通信事業(yè)的研究者們提力。a) b)圖 1.1 LCE 終端及實驗鏈路示意圖a) LCE 終端 b) 實驗鏈路1994 年宇航局 NASA 研制光通信演示器 OCDI 系統(tǒng)驗證了激光通信中應(yīng)用技術(shù)。經(jīng)過一段時間的研制，NASA 的 OCD 的第二代 OCDII 誕生了。OCDII 用波長為 1550nm 激光實現(xiàn)了第一代無法比較的 2.48Gbps 通信速率[7-8]。OCD OCDII 系統(tǒng)如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1;TH132

【參考文獻】

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本文編號：2673521