摘要：针对空间激光通信系统小型化设计的需求,提出了使用雪崩二极管(APD)型四象限探测器实现跟踪与通信复用的方案,用以降低通信系统的体积和功耗,提高光能量的利用率。简述了系统总体方案的组成与工作原理,在室内搭建测试平台,对跟踪与通信复用模式下的数据采集、通信速率、极限灵敏度、跟踪精度等探测性能进行测试。结果表明:采用靶面直径为4mm的APD型InGaAs四象限探测器,在曼彻斯特编码、强度调制/直接探测条件下,通信速率可达10 Mb/s,探测灵敏度为-35.4dBm,误码率为10^(-6)。当光斑直径为四象限探测器光敏面直径的一半左右时,光斑位置检测的最小分辨率为2μm,探测范围可达0.8 mm,角分辨率为0.8μrad。初步验证了使用APD型四象限探测器用于跟踪与通信复合探测技术的可行性,为空间激光通信系统小型化设计提供技术支持。

摘要：为了分析天空背景光对空间激光通信系统的影响情况,同时为通信链路总体方案的设计提供相应的参考数据,建立了天空背景光噪声模型并进行理论分析和仿真研究。仿真结果表明:天空背景光会引起粗、精跟踪单元所使用探测器的信噪比下降,导致跟踪精度降低,增加了通信系统的误码率。根据系统的性能指标,合理地选择通信波长,采用小口径、窄带宽的光学系统,并选择最优的天顶角和通信时段,可有效降低天空背景光对系统性能的影响,以满足通信链路的任务要求。

摘要：针对空间激光通信系统小型化设计的需求,提出使用APD型四象限探测器实现跟踪与通信复用的方案。简述了系统总体方案的组成与工作原理,在室内搭建测试平台,对跟踪与通信探测性能进行测试。

摘要：在激光通信过程中,由于卫星平台的振动、机械转台的噪声等会使入射光轴与接收光轴之间存在随机角抖动,影响通信系统的性能。研究了随机角抖动对空间光到单模光纤耦合效率的影响,提出基于CCD相机和快速倾斜镜的闭环补偿系统。在实验室内搭建实验平台,测试了不同抖动幅度对单模光纤耦合效率的影响,验证了补偿系统对提高耦合效率的可行性。实验结果表明,闭环补偿系统最大可提高耦合效率为24%;在同样的抖动频率下,抖动幅度增加时,其补偿效果更明显;补偿系统对于低频抖动的补偿效果比高频更加明显。这些研究内容为解决随机角抖动对单模光纤耦合效率的影响提供了数据参考与技术支持。

摘要：传统激光告警测试系统存在角度测试效率低、编码精度差、安全性低、不便于携带等问题,针对上述问题,提出一种基于无线控制的激光告警测试系统设计方案,通过无线遥控的方式控制告警单元偏转相应的角度,控制激光器发射不同码型的信号,完成激光告警单元的告警指标测试。采用STC单片机内部的可编程计数器阵列(PCA)软件定时器模式,提高脉冲时序的精度,采用无线遥控实现激光的开启与关闭。实际应用表明,该设计方案便于测试告警单元、操作方便,提高了测试效率和安全性。

摘要：针对目前转台的防护措施不完善的现状,设计了一种基于超声波测距的转台防护系统。介绍了超声波测距的基本工作原理,详细叙述了转台防护系统的硬件设计和软件设计。在实验室内完成了测试。测试结果表明,在预先设置的最近30 cm和最远报警距离70 cm处,该系统均能及时触发报警,并切断转台的使能控制按键,保证了测试人员的安全。验证了超声波测距转台防护系统的可行性,为其他转台防护设计提供了技术支持。