在過去的幾十年中,得益于光電器件性能的巨大進(jìn)步和無線通信設(shè)備市場需求的高速增長,空間激光通信技術(shù)得到了快速的發(fā)展,它被認(rèn)為是實現(xiàn)超高速、大容量航天通信的重要解決方案之一。然而由于激光的發(fā)散角極小,通信距離又較遠(yuǎn),還會受到諸如衛(wèi)星平臺的自身振動、大氣湍流等因素的干擾,這都可能使光束偏離最佳的指向,甚至造成通信中斷。因此,空間激光通信系統(tǒng)需要高精度的光斑位置檢測技術(shù)以實現(xiàn)對光束的捕獲,瞄準(zhǔn)與跟蹤。相比于電荷耦合器件(Charged Coupled Device,CCD)與位置敏感探測器(Position Sensitive Detector,PSD),陣列探測器在具有高分辨率與高幀率的同時還可以通過拓展單元規(guī)模以提供充足的探測視場,能夠同時滿足粗、精跟蹤階段的性能要求,是單探測器復(fù)合軸跟蹤技術(shù)的理想選擇。本文主要針對基于陣列探測器的空間激光通信光斑位置檢測技術(shù)進(jìn)行了深入研究,主要研究內(nèi)容如下:1.對陣列探測器在空間激光通信中的應(yīng)用進(jìn)行了調(diào)研,對比了常用的幾種光電位置探測器。在分析了陣列探測器原理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立了光斑位置檢測系統(tǒng)的簡化模型并分析了其性能評價參數(shù),重點討論了可以使陣列探測器...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 陣列探測器在空間激光通信技術(shù)中的應(yīng)用
        1.2.1 空間激光通信及APT技術(shù)概述
        1.2.2 空間激光通信系統(tǒng)中常用的光電位置探測器
        1.2.3 陣列探測器在空間激光通信中的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 陣列探測器光斑位置檢測算法研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第2章 基于陣列探測器的光斑位置檢測系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 陣列探測器的基本原理
        2.2.1 原理結(jié)構(gòu)
        2.2.2 性能指標(biāo)
        2.2.3 解算值定義規(guī)則
    2.3 基于陣列探測器的光斑位置檢測系統(tǒng)
    2.4 空間激光通信光斑位置檢測系統(tǒng)性能評價參數(shù)
        2.4.1 視場角
        2.4.2 測角誤差
        2.4.3 角分辨率
        2.4.4 系統(tǒng)輸出幀率
    2.5 本章小結(jié)
第3章 精跟蹤階段陣列探測器的光斑位置檢測算法
    3.1 引言
    3.2 核心問題
    3.3 常用算法
        3.3.1 函數(shù)擬合法
        3.3.2 數(shù)據(jù)庫查詢法
        3.3.3 常用算法小結(jié)
    3.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)位置檢測算法
        3.4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介
        3.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)配置優(yōu)化
        3.4.3 仿真驗證
    3.5 L-G光斑位置檢測算法
        3.5.1 L-G光斑的能量密度分布
        3.5.2 理論分析
        3.5.3 仿真驗證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 粗跟蹤階段陣列探測器的光斑位置檢測方案
    4.1 引言
    4.2 改進(jìn)型無窮積分法
    4.3 多單元陣列探測器光斑位置檢測方案
        4.3.1 基本單元的電流值計算
        4.3.2 閾值計算
        4.3.3 解算策略
        4.3.4 方案流程
    4.4 仿真結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第5章 測試系統(tǒng)的搭建及實驗分析
    5.1 引言
    5.2 硬件平臺搭建
        5.2.1 基于四單元陣列探測器的位移測試平臺
        5.2.2 基于多單元陣列探測器的位移測試平臺
    5.3 實驗結(jié)果與分析
        5.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)位置檢測算法
        5.3.2 多單元陣列探測器位置檢測方案
        5.3.3 實驗結(jié)論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 研究內(nèi)容總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3838466