摘要：MERINO是沿120°E/60°W子午圈的全球联网观测项目,热层中性风是其中一个十分重要的观测参数.本文介绍了武汉大学扫描式F-P干涉仪(SFPI)及其在MERINO第一轮观测中的结果,并与同站点的流星雷达在98km高度上的测风数据进行了验证,分析表明两台设备的吻合性很好,SFPI风速测量的误差分别为8 m·s-1(557.7nm)和7.8m·s-1(630.0nm).本文对地基扫描式FPI的误差做了详细分析,结果表明在FPI仪器设计之初,就需要考虑标准具通光孔径D和成像物镜焦距f的合理组合,在目前CCD和标准具规格的限制下,增加f会提高测风精度,但会牺牲通光量,可通过设置CCD为Binning读出模式来提高灵敏度.在FPI进行风场观测时,要对设备工作的环境温度进行控制,特别是控制标准具的温度漂移.FPI的测风精度可以理论推导,但实际测风误差还与反演算法、元器件的加工和安装精度有关,国际通用的误差评价方法是用统计偏差来表示.

摘要：热层大气风速的测量可以采用干涉法来进行,由于光源(气辉辐射谱线)的强度很弱,故干涉法对测量系统要求很高。利用半导体激光器(LD)的调制特性和法布里-帕罗干涉仪(FPI)的高光谱分辨能力设计了一种用简单设备进行大气风场模拟与测量的方法。改变LD的驱动电流使其输出激光频率改变,从而模拟气辉辐射的多普勒频移,通过分析FPI获得的干涉图可检测出该频移,进而得到等效风速。模拟风速的相对误差不超过6.5%,最小模拟风速为20.01m/s,且测量结果与LD的线性调制特性很相符。使用该方法可以有效地对多普勒风速测量原理、数据处理方法、系统性能以及测量误差进行分析和评估。

摘要：针对国内长距离相干光通信接收系统采用单管探测器接收微弱信号噪声大、信噪比低等缺点,设计了一种应用于相干光通信系统的平衡探测器,运用两个PIN管分别加跨阻放大器(TIA),经过两个180°混频魔T进行耦合相减,消除了大部分的激光器相对强度噪声(RIN)。搭建了测试平衡探测器的相干光通信系统,使本振光和信号光进行光混频,输出眼图显示通信状态良好。通过对比双管和单管的频谱图,进一步说明相干光通信系统的噪声通过这种平衡探测器得到了降低,系统的信噪比提高了大约10 dB,从而证明了该平衡探测器运用于相干光通信系统的可行性和优越性。

摘要：针对无线激光通信系统的粗跟踪控制技术难点,设计了串级粗跟踪控制结构,引入了线性自抗扰控制器,采用线性扩张状态观测器观测系统的总扰动,并进行了模拟动态跟踪实验,对比在0. 5Hz、1Hz和2Hz扰动下,线性自抗扰控制器和比例积分微分控制器的控制误差。实验结果表明线性自抗扰控制器具有更高的控制精度和更好的稳定性。

摘要：为了解决无人机工作时间短、续航能力差的问题,采用激光无线供能的方式给无人机进行续航,提出并设计了一套基于跟踪、捕获、瞄准的激光无线能量供给系统,并进行了理论分析,同时在外场200m范围内进行了无人机激光无线供能实验。结果表明,该系统整体光电转换效率约为12%,跟踪精度优于500μrad。该研究为激光跟踪与无线供能技术用于小型航天飞行器提供了参考。

摘要：设计了3.4km的外场空间激光通信实验,测试了捕获、对准、跟踪(APT)系统在室外机动平台下的性能。实验通过一维旋转平台模拟了机动平台对光束的扰动,实验数据表明,APT系统在大气湍流和旋转平台扰动的情况下,仍然能对光束运动进行有效抑制。