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《基于無信標(biāo)光apt系統(tǒng)捕獲性能分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于無信標(biāo)光APT系統(tǒng)捕獲性能分析摘要：針對自由空間激光通信系統(tǒng)中無信標(biāo)光捕獲模式下，信號光的發(fā)散角小、存在捕獲困難的問題，提出一種在APT系統(tǒng)中采用精跟蹤快速反射鏡作為捕獲執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行捕獲的方法。基于捕獲過程中捕獲時間的理論模型，對多場步進(jìn)掃描和多場快速全場掃描進(jìn)行理論分析、MonteCarlo仿真，通過仿真分析可知，在無信標(biāo)捕獲模式下選擇多場快速全場掃描捕獲性能最佳，并且驗證了仿真結(jié)果與理論模型的一致性。中國8/vie 關(guān)鍵詞：自由空間激光通信；多場快速全場掃描；無信標(biāo)光APT系統(tǒng)；捕獲性能 中圖分類號：TN929.13?34文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A：10
2、04?373X（2017）07?0020?04 AcquisitionperformanceanalysisbasedonbeaconlessAPTsystem LIUXingshuang ?。⊿tateKeyLaboratoryofSpace?GroundIntegratedInformationTechnology，Beijing100086，China） Abstract：Sincethesignallighthastheproblemsofsmalldivergenceangleanddifficultacquisitionunderthe
3、beaconlesscapturemodeofthefreespaceoptical（FSO）munication，acapturemethodofusingtheprecision?trackingfastreflectorasthecaptureexecutingagencyinAPTsystemisproposed.Onthebasisofthetheoreticalmodelofthecapturetimeinthecaptureprocess，thetheoreticalanalysisandMonteCarlosimulationforthe
4、multi?fieldsteppingscanningandmulti?fieldfastfullscanninged.Theresultsofsimulationanalysisprovethatthemulti?fieldfastfullscanningselectedinthebeaconlessacquisitionmodehasthebestcaptureperformance，andtheconsistencyofthesimulationresultandtheoreticalanalysisresultunication；multi?fi
5、eldfastfullscanning；beaconlessAPTsystem；acquisitionperformance 0引言 在窄光束、遠(yuǎn)距離情況下，如何建立激光通信鏈路并且保證高可靠的通信，是自由空間激光通信中最關(guān)鍵的問題[1?2]。在激光通信中，為了解決以上問題，提出了捕獲、對準(zhǔn)及跟蹤（APT）技術(shù)，其中捕獲技術(shù)涉及鏈路的建立和恢復(fù)，在APT技術(shù)中特別重要。對于信標(biāo)光捕獲技術(shù)，其信標(biāo)光發(fā)散角較大，從而掃描步長大，因此捕獲機(jī)構(gòu)通常采用粗掃描機(jī)構(gòu)[3?4]。無信標(biāo)光捕獲系統(tǒng)中減少了激光器以及一些分光器件等光學(xué)器件，在體積、重量、功耗等方面信標(biāo)
6、光捕獲有很大的優(yōu)勢[5]，然而在無信標(biāo)光捕獲系統(tǒng)中，直接采用發(fā)散角較小的信號光進(jìn)行捕獲，掃描步長小，采用粗掃描機(jī)構(gòu)（通常帶寬較低）進(jìn)行捕獲會延長掃描時間。因此考慮采用帶寬更高的精跟蹤快速反射鏡作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)[6?7]來實現(xiàn)捕獲掃描以減小捕獲時間。在捕獲中，捕獲方式的選擇尤為重要，本文通過捕獲過程中捕獲時間的理論模型對多場步進(jìn)掃描、多場快速全場掃描展開分析，以仿真結(jié)果為依據(jù)，旨在為今后的無信標(biāo)捕獲技術(shù)提供一定的理論基礎(chǔ)。 1多場掃描捕獲理論模型 在初始對準(zhǔn)階段，衛(wèi)星通信雙方是通過星歷表和衛(wèi)星姿態(tài)信息進(jìn)行雙方初始對準(zhǔn)的，然而由于定軌誤差、位置計算誤差、姿控
7、誤差及系統(tǒng)裝校等誤差的存在，因此通信終端雙方存在初始對準(zhǔn)誤差。一般情況下，方位軸和俯仰軸的角度偏差服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布且獨立，可表示為： [fθv，θh=fθvfθh=12πδvδhexp-12θ2vδ2v+θ2hδ2h]（1） 式中：[θv]和[θh]分別為俯仰和方位軸的角度偏差；[δv]和[δh]為其標(biāo)準(zhǔn)差?！ ?.1螺旋掃描 捕獲過程中，信號光對不確定區(qū)域進(jìn)行掃描，其方式通常包括光柵掃描、螺旋掃描、螺旋光柵掃描，其中螺旋掃描和螺旋光柵掃描使用較為廣泛，本文以螺旋掃描為基礎(chǔ)進(jìn)行捕獲性能的研究。螺旋掃描的極坐標(biāo)方程為： [ρ=d2πθ]（2） 式
8、中[d]為掃描步長，與光束的發(fā)散角[θb]相關(guān)，通常?。骸 d=2θb]（3）
