摘要：自由空间激光通信APT(Acquisition,Pointing and Tracking)系统主要由粗跟踪系统和精跟踪系统组成,粗跟踪系统主要是完成对目标信号的捕获,以确保入射的信标光在精跟踪控制系统的动态范围内。介绍了粒子滤波在APT粗跟踪系统中的应用,针对粒子滤波在跟踪算法中存在的问题进行了改进,设计了颜色和轮廓双重信息融合的似然模型;为提高目标跟踪算法在异常情况下的有效性,采用了异常检测和恢复策略,并设计了跟踪光斑目标的模拟系统。实验表明:所提出的多信息融合的似然模型跟踪算法在目标尺度变化、背景干扰、姿态变化、部分遮挡等环境下均能稳定地跟踪目标,提高了大气激光通信链路的可靠性。

摘要：复合轴APT控制子系统是自由空间激光通信系统中重要组成部分和关键技术,其中粗跟踪伺服单元主要完成高概率、快速捕获和高稳定、高精度跟踪。通过对影响粗跟踪精度的动态滞后误差、平台振动误差和CCD光斑检测误差进行理论分析与MATLAB仿真,并根据复合轴APT结构特性对粗跟踪伺服带宽进行优化选择,使其既能满足粗跟踪精度要求,又能使APT复合轴控制总精度达到最优,最后结合课题建立星际激光通信系统复合轴APT实验系统,实验结果与理论分析和仿真基本一致。

摘要：在简要介绍典型自由空间激光通信系统组成的基础上,重点分析APT粗跟踪链路的特性,并从功率的角度分别对链路发射、传输、接收单元定量描述,对光斑探测CCD相机单元的噪声源种类、特性以及有效抑制的措施进行研究,对不同环境的背景光特性和抑制措施进行分析,得到光斑探测信噪比。在理论分析的基础上对部分关键器件进行选取和系统优化设计,使粗跟踪链路满足任务要求。

摘要：复合轴APT(Acquisition Pointing Tracking)控制子系统是自由空间激光通信系统中重要组成部分和关键技术,其中粗跟踪伺服单元主要完成高概率、快速捕获和高稳定、高精度跟踪。在简要介绍自由空间激光通信粗跟踪光斑检测的基础上,优化设计了APT粗跟踪光斑检测单元。以XILINX公司的Spartan-3E系列XC3S1200E型FPGA芯片为平台,完成了对光斑检测单元CCD相机图像进行模拟高斯分布的自适应滤波的实时处理,并对相机进行自适应光强控制,提高了粗跟踪光斑信号的检测精度。最后经过APT复合轴的实验系统测试得出:粗跟踪精度120μrad,可靠进入精跟踪视场。

摘要：逆向调制自由空间激光通信(MRR FSO)系统是将传统FSO链路的一个终端替换成逆向调制器(MRR)而构成的一个非对称FSO系统,因其功耗低、MRR端体积小和易安装等优点,成为自由空间光通信技术研究热点之一。针对MRR FSO系统现存在的捕获系统复杂、对准难度大等技术难题,在原有MRR FSO系统的基础上设计了一种全双工MRR FSO系统。其中光收发机端的共用光学天线模块采用较大孔径的反射式天文望远镜系统,主要用来减小光束发散角、增加接收孔径。MRR端采用单个大尺寸或多个小尺寸MRR器件,来提升反射光信号质量,并搭建室外长距离实验系统,对该MRR FSO系统进行测试,验证了该系统的合理性。结果表明,所设计的全双工MRR FSO系统在长距离全双工激光通信是可行的,为最终实现长距离全双工MRR FSO系统做铺垫,是未来MRR FSO技术的发展方向之一。

摘要：大口径投影光学系统采用低成本、大口径菲涅耳透镜制作,可将远场散斑强度分布投影到CCD成像探测器上。通过CCD图像处理,能够对给定孔径上的接收功率、闪烁指数进行量化评估;在接收孔径足够大、保障散斑不会因为光束漂移效应而脱离菲涅耳透镜的条件下,该系统还可以对光束漂移和特征半径进行量化评估。同时讨论了CCD像元响应非均匀性误差及其影响、CCD辐照响应函数和图像几何投影系数的定标方法。实验表明,系统能够对激光大气传输过程中的远场散斑特征参数进行监测。特别对自由空间激光通信系统而言,可以为大气衰减和多种大气湍流效应综合作用下的中值电平慢衰落研究和检测阈值优化设计提供实验数据支撑。

摘要：设计一款应用于多发射天线多接收天线自由空间激光通信系统中的折射式光学接收天线。天线焦距120.02mm,相对孔径1∶1.13,工作波长为850nm,波长范围覆盖820nm～880nm,在50lp/mm频率处0视场的MTF为0.5。接收天线可以在发射天线移动±48mm范围内利用光敏面直径为0.5mm的雪崩光电二极管(APD)接收3mrad发散角的光信号。该天线由两组、共4片球面透镜组成,结构简单,可实现对运动式发射天线的光信号的接收。

摘要：为了弥补传统逆向调制技术只能实现单向通信的应用局限,文章提出了全双工逆向调制无线激光通信。分析了激光功率和调制形式对逆向调制系统的影响,借助仿真软件建模,搭建了双向相位/强度调制的正交逆向调制通信系统,分析了系统的眼图和波形。借助双根压电陶瓷设计了基于猫眼效应的反射角度改变的逆向调制器。在基于铌酸锂相位调制器的高速数据传输系统上,搭建了基于压电陶瓷的逆向强度调制通信系统,利用误码仪和示波器验证了系统的可行性。

摘要：研究了一种用于传输数字图像信号的近距离无线激光通信系统,对系统的发射机和接收机部分进行了电路设计,搭建了实验系统并进行了系统调试,得到了合适的电路结构和器件参数,为实用的无线激光通信系统的研究和设计提供了参考依据。

摘要：针对微小卫星星间数传发展对载荷传输速率要求更快,平台体积重量和功耗约束更高的趋势,小型化激光通信终端是最优解决方案。文章介绍了激光通信系统常见组成、波长体制和终端构型,深入分析了美国、欧洲和日本等国外典型星载小型化激光通信终端技术发展现状,并介绍了星载小型化激光通信终端的应用前景。最后得出星载小型化激光通信技术的未来研究方向:一方面是激光终端的小型化、一体化和模块化的设计与实现,一方面是初始指向技术的研究。未来急需发展网络拓扑简单可靠,业务类型多样,传输手段灵活的激光集成通信网络,星载激光通信终端技术需具备组件可集成、功能可重构的功能。