衛(wèi)星通信的下一步發(fā)展需要實(shí)現(xiàn)高碼率的傳輸,通信載荷也需要適合于空間平臺(tái)應(yīng)用,即必須小型化、輕量化和低能耗,唯一能夠滿足這些要求的通信手段是自由空間激光通信。衛(wèi)星激光通信終端在軌運(yùn)行時(shí)面臨著復(fù)雜的空間背景輻射情況,并且通常需要滿足幾千公里乃至幾萬公里的數(shù)傳距離,發(fā)射較強(qiáng)的激光功率經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸能量損耗嚴(yán)重,同時(shí)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)必須是弱光探測(cè),因此高的雜散光抑制比和收發(fā)隔離度是衛(wèi)星光通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長距離、全雙工激光通信的關(guān)鍵。本文對(duì)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)在軌面臨的典型空間背景輻射特性和光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部雜散光進(jìn)行了理論研究和分析,從總體設(shè)計(jì)層面分析了衛(wèi)星光通信終端需要設(shè)計(jì)的日凌規(guī)避角,以及其它典型星體對(duì)激光終端的雜散輻射量級(jí)計(jì)算方法,為衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的視場(chǎng)外雜散光抑制水平和收發(fā)隔離度等指標(biāo)的要求提供了理論依據(jù)。主要針對(duì)衛(wèi)星光通信終端光學(xué)系統(tǒng)的組成單機(jī):潛望式粗指向機(jī)構(gòu)、望遠(yuǎn)鏡、收發(fā)通道和相干接收機(jī)里的90°光混頻移相器做了雜散光抑制設(shè)計(jì)、理論分析、仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證等工作。最后,將所有單機(jī)集成到一起建立了衛(wèi)星光通信終端光學(xué)系統(tǒng)級(jí)的半物理仿真分析計(jì)算,驗(yàn)證了各單機(jī)/部組件的視場(chǎng)外雜散光抑制和收發(fā)隔離度提高... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)陜西省

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

LLCD系統(tǒng)框架

第1章引言5圖1.4LLCD激光通信終端Fig1.4LLCDlasercommunicationterminal表1.1LLCD系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)Table1.1LLCDSystemtechnicalindicators參數(shù)指標(biāo)鏈路距離384，000km調(diào)制方式16-PPM激光波長1550nm發(fā)射功率0.5W下行碼速率622Mbps上行碼速率20Mbps發(fā)射天線口徑107.6mm接收天線口徑4×400mm天線陣列接收靈敏度-68.27dBm（3.74光子/脈沖）重量30kg功耗130W（3）DSOC項(xiàng)目NASA繼火星激光通信演示項(xiàng)目(MarsLaserCommunicationDemonstration，MLCD)后再次啟動(dòng)了火星對(duì)地激光通信項(xiàng)目(DeepSpaceOpticalCommunication，DSOC)[26-27]，如圖1.5所示。該項(xiàng)目在繼承LLCD項(xiàng)目的部分技術(shù)的基礎(chǔ)上，為了增加靈敏度，又增加了眾多創(chuàng)新技術(shù)如：光子計(jì)數(shù)相機(jī)、離

衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的雜散光抑制研究6軸天線、超大口徑地面望遠(yuǎn)鏡、大光敏面64/128陣列單光子探測(cè)器等。該項(xiàng)目在近地點(diǎn)下行通信速率高度264Mbps，調(diào)制格式為M-PPM，是NASA之前發(fā)射的MRO探測(cè)器Ka波段通信速率的10倍，具體參數(shù)見圖1.6。圖1.5美國火星對(duì)地激光通信項(xiàng)目Figure1.5DSOCProject圖1.6美國火星對(duì)地激光通信項(xiàng)目主要參數(shù)Figure1.6MainparametersoftheDSOC1.2.2.2歐洲ESA在20世紀(jì)70年代開始，有計(jì)劃地開展衛(wèi)星激光通信多項(xiàng)計(jì)劃，現(xiàn)已多次成功完成了星間、星地激光通信鏈路，并獲得了大量捕獲、跟綜和通信等方面關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)成果。（1）SILEX計(jì)劃歐空局(ESA)從1989年開始實(shí)施半導(dǎo)體星間激光通信實(shí)驗(yàn)(Semiconductor

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]相干激光空間數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其多階波前校正研究[D]. 幺周石.電子科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]微小衛(wèi)星空間遙感相機(jī)的雜散光分析、測(cè)量和遮光系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 石榮寶.蘇州大學(xué) 2010
[2]激光測(cè)距機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 韓志強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3294790