隨著現(xiàn)代應用技術的發(fā)展,對高速率、遠距離星間信息傳輸?shù)男枨笈c日俱增,由于射頻通信的傳輸速率已經(jīng)成為空間信息高速傳輸?shù)钠款i,所以迫切需要一種能夠提高空間信息傳輸速率,倍增空間信息傳輸容量的新通信模式,相干光通信是解決上述需求的有效途徑,將會成為未來空間信息傳輸?shù)陌l(fā)展方向。零差相干探測作為相干光通信一個重要環(huán)節(jié),通過本振光跟蹤信號光的方式,在“零”中頻下還原基帶信號,實現(xiàn)接收端對發(fā)射信號的解調(diào),完成空間信息傳遞。實際應用中,受到鎖相環(huán)路機理和外部因素影響,一方面導致環(huán)路不能同時實現(xiàn)“寬”范圍頻率捕獲和“高”精度位相跟蹤,另一方面導致接收機高速通信時探測靈敏度衰退,不能獲得很好的通信性能。如何實現(xiàn)適用于星間鏈路要求的鎖相系統(tǒng)是相干探測首先要解決的問題。本文針對上述技術難點開展了基于聲光移頻器（Acousto-Optic Frequency shifter,AOFS）調(diào)諧方式的星間零差相干激光通信探測技術研究。以星間激光通信為應用背景,對比了激光通信中強度調(diào)制直接探測體制和相干探測體制,分析了不同探測體制下的靈敏度影響因素,與“直接探測”系統(tǒng)和“全數(shù)字相干”系統(tǒng)相比,“模擬相干”系統(tǒng)器件相對成... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：166 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

“高分辨率對地觀測系統(tǒng)”項目研發(fā)目標由于“高分辨衛(wèi)星”主要集中在中地球軌道（MediumEarthOrbit，MEO）和低地球軌道（LowEarthOrbit，LEO）上，因此如果將MEO衛(wèi)星和LEO衛(wèi)星上的數(shù)據(jù)傳回

運載 2 號上發(fā)射，這次實驗盡管通信沒有成了第一手資料[51-53]。1996 年，TT 公司主導的 Gbps ，通信距離20~30 km 。1999 年，TT通信距離為50~500 km ，通信速率同樣為1鏈路的載荷捕獲、對準、跟蹤（acquisition poGbps，通信距離15~100 km ，誤碼率-91 × 10，信標光和通信光分別為810 nm 和1550 nm[光通信演示（Lunar Laser Communication D星與地面雙向激光通信，通信最遠距離400上行鏈路傳輸速率20 Mbps，該通信距離是有.5 W ，束 角15 μ rad，整體質(zhì)量僅有30.7 半，功率降低25% ，終端光模塊如圖 1.2 所發(fā)射孔徑15 cm ，接收孔徑40 cm ，系統(tǒng)框架遠距離激光通信能力，為未來空間光信息的傳

圖 1.3 “LLCD”實驗地面終端系統(tǒng)間相干激光通信領域，林肯實驗室于 1994 年首次實現(xiàn)了基于外差的相實驗，證明了空間相干激光通信方案的可行性[62]。Laser Intcsion Experiment （LITE）實驗裝置使用半導體激光器，功率30 mW ，00 mm ，通信速率220 Mbps ，鏈路長度40000 km[63]。1999 年，JPL下的量子極限探測進行了理論研究[64]，同年林肯實驗室基于各種相干的平臺振動，通信誤碼等進行了性能分析，提出發(fā)射前端激光功率自信距離3000 km ，通信速率2 Gbps時，誤碼率達到-61 × 10。佛羅里達關研究，他們的相干檢測系統(tǒng)針對大氣擾動和相對位移而造成的相位為空間相干激光通信系統(tǒng)的發(fā)展做出了貢獻[65]。2003 年，美國勞倫斯實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）將相干探測學相結(jié)合，使用光纖激光器，光放大器和高速空間光調(diào)制器等，在接息相位校正，令自適應光學可以應用在強湍流的惡劣條件下[66,67]。對未來星間激光通信的發(fā)展方向進行了提前部署。計劃在 2020 年左右速通信，同時建成天基網(wǎng)絡，滿足既快又準，互通互聯(lián)的現(xiàn)代信息戰(zhàn)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]相干激光通信系統(tǒng)光學鎖相環(huán)路載波恢復技術[J]. 劉洋,佟首峰,常帥,宋延嵩,董巖,董毅,安喆.  光學學報. 2018(01)
[2]星間高速相干激光通信系統(tǒng)中的光學鎖相環(huán)技術[J]. 常帥,佟首峰,姜會林,劉洋,宋延嵩,董毅,董科研,董巖,張鵬,南航.  光學學報. 2017(02)
[3]衛(wèi)星光通信系統(tǒng)振動源的模擬設計[J]. 劉洋,宋延嵩,佟首峰,常帥,于笑楠,安喆.  光學學報. 2016(12)
[4]空間激光通信一點對多點光學原理與方法的比較研究[J]. 張雅琳,安巖,姜會林,王超,江倫,胡源,董科研,戰(zhàn)俊彤,韓龍.  兵工學報. 2016(01)
[5]Research on tunable local laser used in ground-to-satellite coherent laser communication[J]. 盧斌,魏芳,張震,徐丹,潘政清,陳迪俊,蔡海文.  Chinese Optics Letters. 2015(09)
[6]空間激光通信中光學鎖相環(huán)的研究進展[J]. 趙毅,佟首峰,宋延嵩,常帥,劉洋.  激光與光電子學進展. 2015(08)
[7]星地相干激光通信中的自適應光學系統(tǒng)邊界參數(shù)設計[J]. 黃健,張鵬,鄧科,蔣大鋼,幺周石.  光學精密工程. 2014(05)
[8]美國月球激光通信演示驗證——實驗設計和后續(xù)發(fā)展[J]. 宋婷婷,馬晶,譚立英,于思源,冉啟文.  激光與光電子學進展. 2014(04)
[9]空間激光通信捕獲、對準、跟蹤系統(tǒng)動態(tài)演示實驗[J]. 趙馨,宋延嵩,佟首峰,劉云清.  中國激光. 2014(03)
[10]DPSK調(diào)制/自差動零差相干探測技術克服星地激光通信中大氣湍流效應的研究[J]. 馬小平,孫建鋒,職亞楠,魯偉,劉立人,許倩,盧棟.  光學學報. 2013(07)

碩士論文
[1]相干光通信系統(tǒng)接收端關鍵數(shù)字信號處理算法的研究[D]. 許沐.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]基于90°光混頻器的零差相干光通信技術研究[D]. 岳浩.電子科技大學 2014
[3]寬帶光鎖相環(huán)技術研究[D]. 王峰.電子科技大學 2014
[4]GEO-LEO星載雙基地SAR成像技術[D]. 張坤.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[5]空間相干光通信判決反饋鎖相環(huán)研究[D]. 閆敏.電子科技大學 2012



本文編號：3096979