国家自然科学基金(10904026)
- 作品数：10 被引量：66H指数：5
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- 相关领域：电子电信理学机械工程更多>>
- 利用衍射锥镜降低卫星光通信探测器位置精度要求的方法被引量：1
- 2014年
- 针对卫星光通信系统中接收系统对探测器位置的精度要求,提出利用扩大焦深范围的方法降低探测器的轴向位置精度要求。并根据接收光学天线存在中心遮挡的实际情况,采用切趾圆环对数型衍射光锥实现光束强度的轴向均匀分布。利用能量守恒法获得了衍射锥镜的位相分布函数和振幅透过率函数。计算机仿真结果表明,利用该光锥实现光强轴向均匀分布的能力远大于普通透镜,它将有效提升卫星光通信系统捕获、跟踪、通信性能的可靠性。
- 俞建杰胥全春周彦平马晶谭立英
- 关键词：卫星光通信
- 星地激光通信中地球背景辐射的抑制研究被引量：4
- 2014年
- 研究了星地激光通信中地球背景辐射及其抑制技术。推导出了不同轨道处星上终端的地球背景辐射入瞳功率理论公式,提出了固有杂散辐射的概念,并对其作了理论推导。针对一个典型的终端对其地球背景辐射进行了理论计算,并设计了不同形式的遮光系统。最后利用光学仿真软件LightTools对不同轨道高度、不同遮光系统形式的星上终端的杂散辐射进行了仿真,得到了轨道高度以及遮光系统形式对杂散辐射的影响曲线,并对其作了分析。为星地激光通信中星上终端的地球背景辐射提供了理论依据,为星上终端的遮光系统设计提供了仿真依据。
- 胥全春俞建杰周彦平马晶谭立英
- 关键词：星地激光通信杂散辐射
- 振动对空间光-光纤耦合效率影响及补偿实验研究被引量：6
- 2014年
- 利用现有成熟光纤通信技术是目前卫星光通信技术的重要发展方向，但需首先解决空间光-光纤耦合这一关键问题。文中对卫星平台振动对空间光-光纤耦合效率的影响进行了理论分析；在此基础上针对卫星光通信终端，建立以CCD为探测器，高速偏转镜为补偿器件的卫星平台微振补偿系统，并进行了实验研究。实验结果表明：所采用的基于反馈控制技术的主动补偿系统能有效地抑制低频振动。在振动频率介于1～50 Hz，振动幅度介于75～300μrad之间时，补偿系统对耦合效率的最大改善率可达54.73%，验证了补偿方案的可行性及有效性，为在卫星光通信系统中应用各种光纤通信技术打下基础。
- 韩琦琦王强马晶谭立英
- 关键词：卫星光通信光纤耦合
- 衍射光学元件在卫星激光通信终端中的潜在应用(英文)被引量：5
- 2013年
- 卫星激光通信技术是目前通信技术领域的研究热点,而光学子系统的优化设计是其重要研究方向。主要介绍了利用衍射光学元件实现卫星激光通信终端的小型化、集成化和高效化。文中首先简要介绍卫星激光通信系统的基本原理,随后介绍了衍射光学元件在卫星激光通信终端中的各种可能应用,包括光束整形和分光,光学滤波,防反射镀膜,像差和热差补偿等。给出了一个包含衍射光学元件的激光通信终端光学系统优化设计实例,相应的数值仿真结果表明:衍射光学元件与传统光学元件相比,具有明显优势。
- 俞建杰韩琦琦马晶谭立英
- 关键词：卫星激光通信衍射光学元件光束整形
- 空间光通信精跟踪系统的模糊自抗扰控制被引量：19
- 2015年
- 针对输入光束抖动及卫星本体微振动对空间光通信系统跟踪精度的影响,设计了模糊自抗扰控制器,提出了对精跟踪系统进行控制的方法。首先,建立了精跟踪系统模型,对系统内外扰动进行分析,并模拟了卫星振动信号。针对系统自身所受的扰动及输入光信号的不确定性,设计了模糊自抗扰控制器。提出的控制方法通过扩张状态观测器观测卫星本体振动及系统未建模动态,应用微分跟踪器提高系统动态响应性能,并用模糊控制原理改进了非线性状态误差反馈控制律,使其可以自适应调整比例和微分增益。最后进行了实验分析,结果表明:与PID控制方法相比,模糊自抗扰控制方法在不同频率及幅值的输入信号下均能提高系统跟踪精度,跟踪精度可以达到±8μrad,跟踪误差减小了50%左右。该方法基本满足空间光通信精跟踪系统对跟踪速度、跟踪精度及抗干扰能力的要求。
- 崔宁陈兴林曹开锐于志亮徐川川
- 关键词：空间光通信精跟踪
- 基于相位混合算法的衍射光学元件优化设计方法被引量：1
- 2013年
- 在光束整形衍射光学元件的设计中,为提高目标衍射图样的重构精度,提出了一种基于相位混合的迭代算法。该算法采用复振幅每次迭代循环的初始相位与返回相位的加权和为驱动函数,并以每次循环开始和结束时的光强比较作为光束相位变换的判据。简单讨论了Gerchberg-Saxton(GS)算法的缺陷,并以高斯分布-均匀分布和高斯分布-环分布为例,对比了改进算法与GS算法的设计结果。计算机仿真结果表明,改进算法的极限收敛精度比GS算法高几个数量级,其能量利用率、顶部不均匀性等指标也均优于GS算法。该算法能获得重构精度较高的输出图样,对衍射光学元件的优化设计具体参考意义。
- 俞建杰马晶谭立英韩琦琦
- 关键词：衍射光学相位恢复光束整形
- 离轴天线在卫星激光通信系统中的应用被引量：8
- 2013年
- 现有卫星激光通信终端通常采用同轴两反天线结构,该结构存在接收视场小、发射效率低等缺点。为消除同轴两反结构存在的固有缺陷,提高卫星激光通信系统的瞄准和捕获效率,研究了利用离轴三反结构提高卫星激光通信系统的性能。首先根据基本像差理论,推导得到离轴三反光学结构的初始结构方程。利用离轴结构具有更多设计参量的优势,对离轴三反结构进行优化设计,给出了设计实例。计算机仿真得到的光学传递函数、点列图、衍射包围圆能量和波前误差等均表明:离轴三反结构与同轴两反结构相比,具有更加优异的性能,能够满足卫星激光通信系统不断提升的性能要求。
- 俞建杰李宣娇谭立英马晶韩琦琦
- 关键词：卫星激光通信
- 卫星光通信粗瞄系统可靠性分析
- 2015年
- 卫星光通信终端系统对实时性和可靠性均有要求,针对不同备份方式,在不同故障覆盖率下,利用马尔科夫链理论对该系统的可靠性进行分析.仿真结果表明,冷备份方式的系统可靠性比热备份方式的系统可靠性高,故障覆盖率为1时,采用冷、热备份相结合方式,能够同时满足系统的可靠性与实时性需求.
- 崔宁陈兴林王亚辉
- 关键词：卫星光通信冗余系统MARKOV链可靠性
- 空间光通信粗瞄系统的扰动估计与补偿
- 2017年
- 粗瞄系统以直流力矩电机驱动二维转台为执行机构,通过粗瞄控制器对其进行控制。对系统受到的扰动进行分析,应用了最速跟踪微分器提取速度信号;以二维转台的方位轴为控制对象,在其位置环、速度环采用级联线性自抗扰控制器,通过线性扩张状态观测器主动补偿扰动,达到内外环双重隔离扰动的目的,提高跟踪精度;之后进行了实验分析。分析结果表明:在加入同样的模拟扰动信号,输入2 Hz,5 Hz和8 Hz的正弦信号时,与比例、微分、积分控制器相比,跟踪误差的标准差约降低50%;验证了线性扩张状态观测器具有扰动补偿效果;在输入不同频率正弦信号时,自抗扰控制器对输入信号频率的变化不敏感,仍能保证较高的跟踪精度。
- 王岩崔宁于志亮
- 关键词：空间光通信
- 潜望镜式卫星光通信终端的CCD粗跟踪被引量：23
- 2012年
- 由于轻小型卫星光通信系统中潜望镜的光学结构随粗瞄机构姿态变化而发生改变,使得相应的跟踪算法变得较为复杂,本文对潜望镜式星间激光通信终端粗跟踪算法进行研究以提高粗瞄机构的跟踪精度。利用矩阵光学方法,建立了潜望镜式光通信终端中光学器件的矩阵模型,在获得CCD测角模型后,推导了基于CCD测角的粗瞄装置自动跟踪算法模型,实现了潜望镜式光通信终端粗瞄装置对目标光束的快速跟踪,并对模型进行了相应的实验验证。实验结果表明,该CCD测角跟踪模型正确地反应了实际终端中的光学传递关系,能够正确地对CCD图像位置信号进行处理并获得稳定跟踪角度,平均跟踪精度优于10μrad,满足卫星激光通信中稳定可靠、高精度粗跟踪的要求。本文提出的方法对类似的光学系统具有借鉴意义。
- 谭立英吴世臣韩琦琦马晶
- 关键词：卫星光通信潜望镜测角算法
