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空间激光通信组网技术与应用研究进展 被引量：1
1
作者 刘智 蒋青芳 +7 位作者 刘树通 田少乾 朱凌云 刘显著 于佳鑫 赵建彤 姚海峰 董科研 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期429-451,共23页
激光通信是以光波为载体实现信息传输的通信技术,具有高速率、高带宽、小尺寸、抗干扰和保密性好等优势,具备实现空间信息网络高速传输和安全运行的关键能力。本世纪以来,国内外主要研究机构致力于研究激光通信技术在实现组网过程中所... 激光通信是以光波为载体实现信息传输的通信技术,具有高速率、高带宽、小尺寸、抗干扰和保密性好等优势,具备实现空间信息网络高速传输和安全运行的关键能力。本世纪以来,国内外主要研究机构致力于研究激光通信技术在实现组网过程中所需要解决的一系列问题,包括一点对多点同时激光通信、节点内多路信号全光交换与转发、节点动态随遇接入、网络动态拓扑结构设计等关键技术,并开展了众多演示验证实验,部分研究成果已经投入应用。本文在对空间激光通信组网技术进行分析探讨的基础上,概述了国内外激光通信组网技术的发展现状,重点对卫星星座、卫星中继和航空网络等领域中激光通信组网技术的应用情况和发展现状进行了分析和总结,对国内相关研究技术方案、实验验证情况等进行了综述,最后对激光通信组网技术与应用的发展趋势进行了预测。 展开更多
关键词 空间激光通信 激光通信组网 空间光网络 一点对多点
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基于耦合式光电振荡器的注入锁定效应研究
2
作者 张景凯 李德琦 +4 位作者 赵天麒 娄宏博 郑佳伟 刘显著 王天枢 《应用光学》 北大核心 2025年第1期62-70,共9页
提出一种基于注入锁定的耦合光电振荡器(COEO)的理论模型。通过将光纤环路和注入锁定效应等效成2个级联带通滤波器,得到注入锁定COEO的频率响应,分析注入锁定效应对COEO输出特性的影响。实验中在可调光延迟线帮助下,通过模拟频率失谐条... 提出一种基于注入锁定的耦合光电振荡器(COEO)的理论模型。通过将光纤环路和注入锁定效应等效成2个级联带通滤波器,得到注入锁定COEO的频率响应,分析注入锁定效应对COEO输出特性的影响。实验中在可调光延迟线帮助下,通过模拟频率失谐条件,确定注入锁定条件下COEO的动态输出范围,通过调节信号发生器,研究不同注入信号强度时注入锁定条件下COEO的输出信号质量。当注入信号强度为-15 dBm时,产生的微波信号的边模抑制比为59 dB,近载频端的相位噪声为-124.1 dBc/Hz@10 kHz,远载频端的杂散模式抑制度为39.3 dB,频率漂移控制在15 mHz以内。当注入信号强度为-12 dBm时,产生的微波信号的边模抑制比为66 dB,近载频端的相位噪声为-117.6 dBc/Hz@10 kHz,远载频端的杂散模式抑制度为41.2 dB,频率漂移为10 mHz。 展开更多
关键词 耦合式光电振荡器 注入锁定 注入信号强度 单音微波信号 高信噪比
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全双工逆向调制回复空间光通信系统性能评价 被引量：16
3
作者 张鹏 王天枢 +5 位作者 杨国伟 贾青松 马万卓 张立中 佟首峰 姜会林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2506-2510,共5页
基于逆向调制反射器(MRR)的空间光通信系统因其结构紧凑、可免去链路一端的捕跟(APT)系统、功耗低等优点,是空间光通信系统研究热点之一。提出采用双波长激光发射实现全双工逆向调制回复空间光通信结构,并基于该结构对强度调制解调模式... 基于逆向调制反射器(MRR)的空间光通信系统因其结构紧凑、可免去链路一端的捕跟(APT)系统、功耗低等优点,是空间光通信系统研究热点之一。提出采用双波长激光发射实现全双工逆向调制回复空间光通信结构,并基于该结构对强度调制解调模式,通信距离为300 km,通信速率为1 GHz下的地面站对近地小卫星全双工通信链路进行了链路计算及通信误码率的分析。当MRR端口径为0.1 m时,通信链路余量大于5 d B,通信误码率优于10-15,满足通信链路的要求。并进一步分析了仿真结果存在的缺陷。结果表明所提出的空间光通信结构在小卫星对地面站全双工激光通信是可行的,是未来空间光通信系统发展趋势之一。 展开更多
关键词 空间光通信 逆向调制回复器 全双工
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空间激光通信一点对多点光学原理与方法的比较研究 被引量：8
4
作者 张雅琳 安岩 +6 位作者 姜会林 王超 江伦 胡源 董科研 战俊彤 韩龙 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期165-171,共7页
一点对多点的激光通信技术是构建天空地一体化信息网络的关键节点,也是实现多卫星间组网链路通信的一个必要前提。将空间激光通信一点对多点光学原理与方法进行了比较和研究,并针对三同心球结构和旋转抛物面结构,在其视场和能量利用率... 一点对多点的激光通信技术是构建天空地一体化信息网络的关键节点,也是实现多卫星间组网链路通信的一个必要前提。将空间激光通信一点对多点光学原理与方法进行了比较和研究,并针对三同心球结构和旋转抛物面结构,在其视场和能量利用率上面进行了分析。分析结果表明:三同心球结构视场可以达到水平和俯仰均为120°,旋转抛物面结构的视场可以达到水平360°,俯仰100°;三同心球结构随着视场的增大,能量利用率迅速下降;而在同等体积情况下,旋转抛物面的能量利用率在80°范围内比三同心球结构更高且更稳定。 展开更多
关键词 光学 激光通信 一点对多点 光学原理
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空间分集光密钥生成的信道相关性影响
5
作者 李辉 娄岩 +4 位作者 赵义武 陈纯毅 侯艺浩 赵圣亚 秦心怡 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期2128-2140,共13页
利用无线光信道本身的特性实现光密钥生成和分发,可为高速星地保密通信提供安全和高效的保障。开展了无线光信道空间分集密钥生成系统相邻子信道相关性的研究。通过实现功率谱反演产生的Kolmogorov大气湍流相位屏,构建了无线光信道(WOC... 利用无线光信道本身的特性实现光密钥生成和分发,可为高速星地保密通信提供安全和高效的保障。开展了无线光信道空间分集密钥生成系统相邻子信道相关性的研究。通过实现功率谱反演产生的Kolmogorov大气湍流相位屏,构建了无线光信道(WOC)信道中的多输入多输出(MIMO)模型,采用蒙特卡罗模拟了高斯光束经大气湍流传输特性,比较了不同湍流强度和光束传输距离对光强分布的影响,分析了大气湍流强度、相邻两接收孔径之间的距离、接收孔径、传输距离、光波波长对相邻子信道相关性的影响。结果表明,相邻两接收孔径接收到的光信号功率的相关性随相邻两接收孔径的直径和波长的增大而增加,随相邻两接收孔径之间的距离、光波的传输距离、湍流强度的增加而减小。在大气折射率结构常数C_(n)^(2)为5×10^(-14)m^(-2/3)、接收口径为0.03 m、传输距离为2000 m的近地水平链路条件下,相邻信道之间的距离在0.07 m时接收到的光信号功率的相关性近似为零,此时两个相邻信道彼此独立。该结果可为建立空间分集大气光信道密钥提取系统提供参考。 展开更多
关键词 无线光通信 多输入多输出 信道相关性 密钥生成 湍流相位屏
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基于液晶空间光调制器的附面层效应模拟
6
作者 景刚 刘智 +2 位作者 林鹏 刘树通 蒋青芳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期232-243,共12页
为了给航空动平台激光通信的附面层效应校正系统提供验证条件,设计了一种基于液晶空间光调制器来模拟附面层效应的模拟器。首先,从几何光学的角度分析附面层效应,将其等效为负透镜。然后,利用计算机对不同飞行条件下附面层效应与等效负... 为了给航空动平台激光通信的附面层效应校正系统提供验证条件,设计了一种基于液晶空间光调制器来模拟附面层效应的模拟器。首先,从几何光学的角度分析附面层效应,将其等效为负透镜。然后,利用计算机对不同飞行条件下附面层效应与等效负透镜焦距之间的关系进行数值分析仿真。之后在液晶空间光调制器上导入不同焦距透镜的相位灰度图以实现变焦透镜的功能,通过改变变焦透镜的焦距来模拟航空平台不同飞行条件下的附面层效应。最后通过实验验证模拟的准确性,在环境温度下,模拟附面层效应的液晶空间光调制器得到的光斑图像由红外相机拍摄,之后进行图像处理分析实际光斑大小,并与理论计算光斑大小比较,得出误差曲线图。研究结果显示,基于液晶空间光调制器模拟附面层效应引起散斑效应的理论光斑大小与实际光斑大小的均方根误差为0.04375,验证了所提出的方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 光通信 附面层效应 光斑分析 液晶空间光调制器 液晶变焦透镜 模拟器
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基于多层特征嵌入的单目标跟踪算法
7
作者 才华 周鸿策 +1 位作者 付强 赵义武 《兵工学报》 北大核心 2025年第3期333-348,共16页
针对现有视觉目标跟踪方法仅使用初始帧的目标单一外观特征,导致当背景复杂或外观发生剧烈变化时跟踪失效的问题,提出一种基于多层特征嵌入的单目标跟踪算法。增强目标的外观区分度,使用稀疏内嵌注意力机制编码器,嵌入具有高实例区分度... 针对现有视觉目标跟踪方法仅使用初始帧的目标单一外观特征,导致当背景复杂或外观发生剧烈变化时跟踪失效的问题,提出一种基于多层特征嵌入的单目标跟踪算法。增强目标的外观区分度,使用稀疏内嵌注意力机制编码器,嵌入具有高实例区分度的外观特征;采用类间特征聚合编码器嵌入目标的类别信息,在外观发生变化时保持类内的紧凑性;同时将预测的历史帧跟踪框坐标转化为目标运动轨迹特征嵌入,为算法提供高置信度的时间上下文特征。研究结果表明:所提算法在OTB100基准测试中成功率和准确率分别达到71.4%和92.6%,在GOT-10K、LaSOT、TrackingNet共3个大规模公开数据上取得了鲁棒的效果,成功率分别达到64.9%、72.0%和78.7%;基于多层特征嵌入的单目标跟踪算法有效地克服了现有算法的局限,具有较好的准确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 目标跟踪 稀疏内嵌注意力机制编码器 类间特征聚合编码器 运动特征嵌入
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空间激光通信研究现状及发展趋势 被引量：75
8
作者 付强 姜会林 +3 位作者 王晓曼 刘智 佟首峰 张立中 《中国光学》 EI CAS 2012年第2期116-125,共10页
综述了空间激光通信的技术优势,总结了国外主要空间激光通信系统运行计划和相应的参数指标,重点介绍了空间激光通信技术在美国、欧洲、日本的研究现状,给出了激光通信的关键技术。指出了未来的空间激光通信技术不仅会使通信速率越来越高... 综述了空间激光通信的技术优势,总结了国外主要空间激光通信系统运行计划和相应的参数指标,重点介绍了空间激光通信技术在美国、欧洲、日本的研究现状,给出了激光通信的关键技术。指出了未来的空间激光通信技术不仅会使通信速率越来越高,其通信模式也会从点对点单一通信模式向中继转发和构建空间激光通信网络方向发展。最后对我国空间激光通信技术的发展作了简要介绍。 展开更多
关键词 空间激光通信 数据传输 通信模式
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基于纹理特征的图像复杂度研究 被引量：24
9
作者 陈燕芹 段锦 +2 位作者 祝勇 钱小飞 肖博 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第3期407-414,共8页
为了更好地描述图像内部的复杂程度,建立图像复杂度与各指标之间的数学模型是研究图像复杂度最关键的一步。首先从图像纹理出发,试图建立图像复杂度与各指标之间定量、精确的数学关系描述。针对目前图像复杂度与各衡量指标之间没有明确... 为了更好地描述图像内部的复杂程度,建立图像复杂度与各指标之间的数学模型是研究图像复杂度最关键的一步。首先从图像纹理出发,试图建立图像复杂度与各指标之间定量、精确的数学关系描述。针对目前图像复杂度与各衡量指标之间没有明确的数学关系的特点,文中采用灰度共生矩阵对纹理的主要特征参数进行分析,提出了基于BP神经网络的图像复杂度评价方法,建立了图像复杂度与各个指标之间非线性的数学评价模型。通过大量的图片对神经网络进行训练学习,得到各指标的权重值。验证结果表明,所建评价模型能够真实地反映图像内部的复杂程度,获得的实验结果与人类视觉感知的结果基本一致。对于将BP神经网络应用于图像复杂度的研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 图像复杂度 纹理特征 灰度共生矩阵 BP神经网络 权重系数
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自由空间激光通信捕获控制系统 被引量：23
10
作者 韩成 白宝兴 +4 位作者 赵馨 杨华民 佟首峰 姜会林 范静涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期91-95,共5页
为了完成快速高概率的捕获,设计并构建了自由空间激光通信捕获控制系统,主要由主控计算机、GPS/INS捷联导航系统、数传电台和控制软件等部分组成。主控计算机采用嵌入式操作系统Windows CE,控制系统采用多线程同步技术和事件驱动方式处... 为了完成快速高概率的捕获,设计并构建了自由空间激光通信捕获控制系统,主要由主控计算机、GPS/INS捷联导航系统、数传电台和控制软件等部分组成。主控计算机采用嵌入式操作系统Windows CE,控制系统采用多线程同步技术和事件驱动方式处理多个通信串口的数据,减少了处理数据的延迟时间;同时,系统采用快速高精度指向算法,实现高精度的粗对准;使用复合光栅螺旋扫描方式和可对速度补偿的捕获算法,减少了捕获时间,提高了捕获概率。基于野外试验数据对捕获控制系统性能进行分析评估。结果表明,系统指向误差小于1°,捕获时间小于30s。目前,该系统已经研制完成并投入使用,效果良好。 展开更多
关键词 自由空间激光通信 捕获 全球定位系统 多线程
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空间激光通信终端ATP技术与系统研究 被引量：18
11
作者 胡贞 姜会林 +1 位作者 佟首峰 宋正勋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期752-757,共6页
为了提高某机载空间激光通信终端中捕获、跟踪、对准(ATP)系统的跟踪精度,提出了对该系统的改进方案并研制了样机。对光学接收单元、粗跟踪单元、精跟踪单元以及超前瞄准控制等单元进行了设计。建立了复合轴跟踪系统控制模型,对系统的... 为了提高某机载空间激光通信终端中捕获、跟踪、对准(ATP)系统的跟踪精度,提出了对该系统的改进方案并研制了样机。对光学接收单元、粗跟踪单元、精跟踪单元以及超前瞄准控制等单元进行了设计。建立了复合轴跟踪系统控制模型,对系统的跟踪控制性能进行了仿真研究。为了验证ATP系统校正粗跟踪残余误差的能力,在激光通信平台振动模拟实验台上进行了模拟实验。结果表明,ATP粗跟踪系统的控制带宽5.5 Hz,精跟踪系统的控制带宽350 Hz,跟踪误差小于2μrad,ATP系统的跟踪性能得到了提高。 展开更多
关键词 通信技术 空间激光通信 ATP系统 捕获 跟踪 对准
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基于LCOS的激光目标成像回波模拟器光学系统设计
12
作者 谢汉扬 安岩 +5 位作者 许文斌 刘家璇 李欣航 张磊 宋延嵩 董科研 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期218-231,共14页
基于四维信息产生的激光目标成像回波模拟器光学系统,如何实现高分辨率的光纤阵列照明设计、多波前的叠加成像中继设计和两档变焦投影设计,是光学系统设计的关键。基于硅基液晶和偏振分光棱镜,设计了一款波长为1064 nm的激光目标成像回... 基于四维信息产生的激光目标成像回波模拟器光学系统,如何实现高分辨率的光纤阵列照明设计、多波前的叠加成像中继设计和两档变焦投影设计,是光学系统设计的关键。基于硅基液晶和偏振分光棱镜,设计了一款波长为1064 nm的激光目标成像回波模拟器光学系统,可以实现对目标的动态场景模拟。该系统构建一个高均匀性的3×5光纤阵列照明方案,并通过硅基液晶和中继系统形成分区域的多波前叠加成像技术。同时,投影系统采用两档变焦设计,可实现2°和3°两种视场角切换。仿真结果表明,照明系统的通道可以达到15路,且每路均匀性超过91%;光学系统各子通道的弥散斑半径均小于艾里斑半径,光学调制传递函数(MTF)在26 lp/mm处优于0.4。偏振片与消杂光光阑能够将系统的杂散光降低至0.3%,抑制效果提升10.56倍,系统出瞳面平均能量均匀性与照明系统基本保持一致。结合公差分析结果,系统成像质量较高且具备良好的稳定性,为激光目标成像回波模拟器提供可靠的光学支持。 展开更多
关键词 光学设计 目标模拟 光纤阵列照明 变焦投影 杂散光抑制 能量均匀性
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GPS/INS系统误差对空间激光通信对准算法的影响分析 被引量：10
13
作者 韩成 佟首峰 +3 位作者 陈展东 白宝兴 杨华民 范静涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期650-654,共5页
为了分析GPS/INS系统误差对空间激光通信对准算法的影响,提出了静止和运动通信终端间激光通信的对准算法。根据XW-ADU5600的系统误差,建立了对准算法模型,分析了位置、姿态、航向误差所引起的对准算法误差,给出了相应的仿真曲线。结果表... 为了分析GPS/INS系统误差对空间激光通信对准算法的影响,提出了静止和运动通信终端间激光通信的对准算法。根据XW-ADU5600的系统误差,建立了对准算法模型,分析了位置、姿态、航向误差所引起的对准算法误差,给出了相应的仿真曲线。结果表明:对于静止通信终端的对准算法,大地高误差引起的误差很小,可忽略不计,位置误差引起的误差在方位方向上的分量大于俯仰方向,相差大约一个数量级;对于运动通信终端的对准算法,增加基线长度可以减少误差,姿态和航向误差引起的误差大于位置误差引起的对准误差,且误差与通信终端的当前姿态、航向角以及位置误差的增量方向有关。 展开更多
关键词 空间激光通信 对准 对准误差 全球定位系统 惯性导航系统
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大气湍流对空间激光通信跟踪系统的影响 被引量：13
14
作者 张雷 李勃 +2 位作者 赵馨 佟首峰 姜会林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期91-99,共9页
基于大气信道内的空间激光通信演示验证实验,对系统光斑跟踪精度的影响因素进行了分析,研究了大气湍流对光斑跟踪精度的影响,建立了光斑质心检测模型,设计了一套信标光光斑粗精复合跟踪系统.搭建了室内测试实验系统,完成了大气湍流对光... 基于大气信道内的空间激光通信演示验证实验,对系统光斑跟踪精度的影响因素进行了分析,研究了大气湍流对光斑跟踪精度的影响,建立了光斑质心检测模型,设计了一套信标光光斑粗精复合跟踪系统.搭建了室内测试实验系统,完成了大气湍流对光斑跟踪精度影响的测量,结果表明在中弱湍流时,跟踪精度随湍流增大有近似线性关系,系统整体跟踪精度在5~15μrad之间,可较好地完成光斑跟踪功能.在野外环境开展的飞机-飞机激光通信演示实验中,对伺服系统的跟踪性能及跟踪精度进行实际测量,整体跟踪精度不大于15μrad,与室内实验测试系统基本一致. 展开更多
关键词 空间激光通信 大气湍流 粗精复合 跟踪精度
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空间激光通信技术发展现状及展望 被引量：51
15
作者 王天枢 林鹏 +3 位作者 董芳 刘显著 马万卓 付强 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期92-99,共8页
空间激光通信技术是未来空间宽带信息传输的主要通信技术,具有带宽高、传输快速便捷及成本低的优势,是解决信息传输"最后一千米"的最佳选择。本文旨在系统把握空间激光通信技术的发展脉络,系统梳理了国内外空间激光通信技术... 空间激光通信技术是未来空间宽带信息传输的主要通信技术,具有带宽高、传输快速便捷及成本低的优势,是解决信息传输"最后一千米"的最佳选择。本文旨在系统把握空间激光通信技术的发展脉络,系统梳理了国内外空间激光通信技术在星地、星间、空地、空空等链路的研究与试验验证的发展情况,总结了激光通信技术在捕获跟踪、通信收发、大气补偿和光机设计等方向的关键技术研究热点。在此基础上,面向未来需求,归纳了空间激光通信技术在高速率、网络化、多用途、一体化、多谱段5个方面的发展趋势。为进一步推动空间激光通信技术研究和产业化的发展,本文从实施基础研究计划、重视核心元器件研发、积极参与国际技术标准的制定以及引导相关产业发展4个方面提出了发展建议,以期更好地促进我国空间激光通信技术的成果转化和应用。 展开更多
关键词 空间激光通信 天地一体化信息网络 高速率 激光组网 一对多激光通信
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大气湍流下带有跟踪误差的空间相干光通信性能分析 被引量：19
16
作者 南航 张鹏 +1 位作者 佟首峰 陈纯毅 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期50-55,共6页
在星地链路的空间相干光通信系统中,大气湍流、跟踪误差会影响系统的混频效率和误码率.根据混频效率公式分别推导了大气湍流强度和跟踪误差与系统混频效率的关系并进行仿真计算.计算结果表明,混频效率随跟踪误差和大气湍流强度的增加而... 在星地链路的空间相干光通信系统中,大气湍流、跟踪误差会影响系统的混频效率和误码率.根据混频效率公式分别推导了大气湍流强度和跟踪误差与系统混频效率的关系并进行仿真计算.计算结果表明,混频效率随跟踪误差和大气湍流强度的增加而降低,其中当跟踪误差大于12μrad或湍流强度超过10-16时,混频效率趋近零.建立了大气湍流下带跟踪误差的光混频效率及误码率的数学模型,并计算了不同情况下的混频效率.在跟踪误差小于2μrad时大气湍流是混频效率的主要影响因素,当跟踪误差继续增大时跟踪误差起主导作用.根据传统相干光通信系统参量取值估算得最大混频效率约为67.8%,当误码率为10-9时系统接收灵敏度为17photon/bit. 展开更多
关键词 空间相干光通信 混频效率 跟踪误差 大气湍流 误码率
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空间光通信复合轴APT系统 被引量：8
17
作者 李锐 李洪祚 +2 位作者 唐雁峰 詹伟达 刘仁成 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1333-1336,共4页
为克服单轴伺服系统的固有频率和带宽限制,设计了一个双轴复合APT系统。建立了快速反射镜、相机、D/A数据采集卡和速度伺服单元的传递函数,得到了该系统的传递函数的理论模型。结合MATLAB仿真,分析了动态滞后误差、平台振动误差、光斑... 为克服单轴伺服系统的固有频率和带宽限制,设计了一个双轴复合APT系统。建立了快速反射镜、相机、D/A数据采集卡和速度伺服单元的传递函数,得到了该系统的传递函数的理论模型。结合MATLAB仿真,分析了动态滞后误差、平台振动误差、光斑质心检测误差、机械力矩干扰误差对APT系统精度的影响。采用现代综合算法,对快速反射镜APT系统进行参数整定,设计了一个稳健控制器,进一步抑制残余低频扰动和高频噪声,提高了系统带宽和精度。实验得到的复合轴APT系统带宽为2~16 Hz,系统精度为0.8~4μrad,实验结果和理论分析基本一致。该系统为空间光通信、深空探测、遥感等领域的跟踪瞄准捕获系统的研究提供了借鉴。 展开更多
关键词 空间光通信 APT系统 复合轴 合成算法
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空间轻小型反射镜柔性支撑设计与动力学分析 被引量：13
18
作者 柳鸣 张立中 +4 位作者 李响 李小明 张家齐 孟立新 刘俊杰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期44-53,共10页
针对某星载激光通信中光电跟瞄系统的反射镜组件进行研究,对比了三种柔性支撑方案,结合空间载荷实际应用情景综合评估结构的刚度优势和面形精度。分析结果表明,颈口侧壁开槽的柔性支撑方案在重力和温度变化影响下的面形精度(RMS)可达2.0... 针对某星载激光通信中光电跟瞄系统的反射镜组件进行研究,对比了三种柔性支撑方案,结合空间载荷实际应用情景综合评估结构的刚度优势和面形精度。分析结果表明,颈口侧壁开槽的柔性支撑方案在重力和温度变化影响下的面形精度(RMS)可达2.05 nm和8.88 nm,基频模态为926.1Hz,在保证面形精度的柔性要求与高刚度抵御振动损坏的平衡中,这种柔性设计方案最为合理。进一步完成了柔性支撑结构的参数优化设计并进行了动力学分析,频率响应下应力最大值为96 MPa,小于材料的抗拉强度极限;随机振动分析结果表明,反射镜加速度响应均方根为11.14 g RMS,并满足3σ准则。文章最后通过0.2 g正弦扫频试验,验证了有限元模态分析相对误差为2.4%。实验结果表明,分析结果基本准确可靠,柔性环节设计可靠,满足使用要求。 展开更多
关键词 轻小型反射镜 柔性支撑 有限元分析 动态刚度 面形精度
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基于全光引导的快速捕获指向控制技术研究
19
作者 胡晨涛 刘洋 +6 位作者 付景怡 滕云杰 刘建华 江伦 赵思思 尚卫东 刘彤宇 《激光与红外》 北大核心 2025年第3期430-435,共6页
传统激光通信受到强电磁信号干扰时,导致电学引导机制失灵,初始指向将无法建立。为了解决强电磁干扰导致无法正常激光通信的问题,提出了一种结合伺服控制技术的全光捕获的控制技术。该方法对于全光引导光学模型进行解析研究,进而得出全... 传统激光通信受到强电磁信号干扰时,导致电学引导机制失灵,初始指向将无法建立。为了解决强电磁干扰导致无法正常激光通信的问题,提出了一种结合伺服控制技术的全光捕获的控制技术。该方法对于全光引导光学模型进行解析研究,进而得出全光引导跟踪数学模型,在此基础上加入伺服控制技术,通过对高斯—赛德尔迭代算法的融合改进研究,以控制两个独立激光通信端机的快速捕获,精准指向与跟踪。实验结果表明,设计的捕获方案能进行全周90°/s的方位扫描,并55 s内完成俯仰20°的捕获。使激光通信在静默条件下快速建链有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 全光引导 伺服控制 高斯—赛德尔迭代算法 快速捕获 精准指向
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机载空间激光通信大气附面层影响及补偿技术研究 被引量：7
20
作者 高天元 胡源 +1 位作者 姜会林 王志坚 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2278-2283,共6页
随着空间激光通信技术的发展,大气环境对机载空间激光通信的影响越来越突出,大气附面层是其中一个重要的因素。为了研究大气附面层对通信的影响,在机载激光通信试验中观察现象的基础上,从衍射光学理论着手,对试验中存在的附面层影响进... 随着空间激光通信技术的发展,大气环境对机载空间激光通信的影响越来越突出,大气附面层是其中一个重要的因素。为了研究大气附面层对通信的影响,在机载激光通信试验中观察现象的基础上,从衍射光学理论着手,对试验中存在的附面层影响进行理论上探讨。研究结果表明:大气附面层对空间激光通信的影响,是在系统前附加一个焦距在-530 m的负透镜,造成系统焦距变化,光斑扩散,从而影响通信效果。这种影响可以通过在系统中增加补偿透镜的方式进行补偿,并进行了相应的补偿试验。试验结果表明:大气附面层对空间激光通信的影响,完全可以通过光学方法进行补偿,补偿效果满足空间通信要求,为以后机载空间激光通信的发展奠定了良好基础。 展开更多
关键词 通信技术 空间激光通信 附面层 附加焦距 补偿
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