星地斜程大气信道激光通信可通率研究

用STK仿真分析了星地激光通信链路的可见时间和俯仰角.在能见度5 km的城币大气模式下,分别计算了定位于不同经度的2颗GEO卫星对3个城市通信的大气衰减及光强闪烁、到达角起伏等效应,由此分析了晴天、卷积云条件下的大气信道功率损耗,并通过设置链路最小功率阈值来建立星地间大气信道激光通信链路可通率模型.仿真结果表明,当发射...     

高重频激光探测回波特性分析及探测系统设计要求

通过分析高重频激光探测的作用原理,并利用目标回波功率的计算方法,对不同能见度条件下目标回波功率随探测距离的变化情况进行了仿真;分析了近程大气的后向散射、大气湍流以及系统噪声对目标回波信号的接收以及探测系统可能造成的影响,进而有针对性地提出了探测接收系统的基本设计要求,为提高主动探测系统的探测能力提供了参考依据。     

基于空心光锥技术的非视线红外激光大气散射通信技术

为减少激光探测接收背景噪声的影响,针对非视距(non-line-of-sight,NLOS)激光远程通信问题,提出一种扇形和空心光锥压缩接收激光的前向散射信号的新方法。根据非视线散射通信原理,介绍其计算方法,并通过非视线激光大气散射通信数据测试和外场试验,实现便携式、低功率的1.1 km激光大气散射通信距离。验证结果表明：在非视线激光大气散射通信接收机中使用空心光锥能有效地提高通信能力,为战场上部队在受敌方电磁干扰或电磁静默时提供通信保障。     

飞机间激光通信捕获过程中动态补偿算法研究

为有效地消除飞机间相对速度对捕获性能的影响,从阐明相对速度对捕获过程的影响机理入手,根据测量得到飞机平台的运动和振动数据,推导出动态补偿公式,提出了基于动态补偿的空间激光通信捕获算法,并对捕获算法的性能进行了对比分析。结果表明：相对速度严重影响捕获统计覆盖率;为了满足捕获统计覆盖率的要求,采用普通的捕获算法所需要的最大捕获时间和平均捕获时间明显增加;基于动态补偿的捕获算法能大大改善捕获系统的性能,提高捕获概率,减少捕获时间。     

大气湍流和色散导致脉冲展宽的分析比较

分析对比了星地激光通信系统中由于大气湍流和大气色散导致的脉冲展宽.计算了大气湍流导致脉冲展宽量与湍流大气折射率结构常数、传输距离、传输链路天顶角和初始脉宽之间的关系.根据大气压强和温度随高度变化的实测数据,推导出1.55μm波段的大气折射率,计算得到大气色散导致脉冲展宽量与光谱宽度、传输距离、传输链路天顶角、初始脉宽和...     

机载无线激光通信对准-捕获-跟踪系统及动态飞行试验研究

机载无线激光通信具有通信速率高、抗干扰能力强、保密性好、布置灵活等优点,在天地一体化高速信息网络、军用保密通信、电磁干扰环境下可靠通信等应用中有着广阔前景。为解决机载环境下激光通信光轴对准难题,通过对无线激光通信系统特点和Y-12型飞机平台特性的分析,采用粗、精两级复合跟踪方案,设计了由被动减震结合主动抑制的粗跟踪单元和电磁振镜精跟踪单元组成的机载无线激光通信对准、捕获、跟踪(PAT)系统。Y-12飞机搭载该系统开展了双固定翼飞机间远距离、高速机载激光通信试验,验证了所设计的机载无线激光通信PAT系统的跟踪性能和机载环境适应性。     

基于Simulink的机载蓝绿激光对潜通信仿真

蓝绿激光通信因其自身的特点,是对潜通信的理想手段．基于此,提出了利用机载蓝绿激光进行对潜通信以实现飞机与潜艇之间的双向、隐蔽通信．分析并建立了潜艇的捕获通信模型,并进行了仿真分析,仿真结果表明,利用机载蓝绿激光进行对潜通信具有广泛的应用前景．     

运载火箭与中继星间通信链路衰减模型分析与链路需求仿真

为了实现火箭与中继星的不间断通信,建立链路模型,通过分析自由空间衰减、大气衰减、电离层衰减以及雨衰对通信链路的影响。设计了能够根据预制链路参数,并能实时解算链路裕量、发射天线增益需求、发射功率需求、传输码率需求的仿真软件。该软件能够选择不同的通信体制,根据需求设置系统参数,并针对各类衰减,实时有效地进行链路参数的     

车载激光告警器灵敏度技术指标分析

分析计算了激光在大气传输中在不同能见度下直接入射到告警接收机光电探测器表面上的信号辐射度,以及目标溅射和大气散射情形下的激光信号辐射度,对车载激光告警器灵敏度指标的确定进行了论证,为系统设计和研制提供了依据。灵敏度指标的确定是激光告警器设计的核心,该指标直接影响到告警器探测距离指标的确定。计算结果表明,灵敏度为毫瓦每平方厘米级的激光告警器能够探测到一般战术情况下经过接收器平台附近的激光信号。     

星间激光通信信标跟踪无焦光学系统设计

针对星间激光通信的特点,通过无焦光学系统的入瞳、出瞳比例的设计,有效控制四象限探测器光斑尺寸,研制了小型粗精信标跟踪光学系统。对畸变、点列图、足迹图、能量集中度等系统性能进行了评价,表明无焦光学系统可用于信标跟踪探测。     

自由空间激光通信平台振动模拟实验系统研究

为了对自由空间激光通信中的高精度、复合轴捕获、跟踪和瞄准(APT)系统的关键技术进行验证，需要对平台的振动或扰动进行半实物仿真。在对通信平台振动功率谱进行分析的基础上，基于MATLAB/Simulink建立了平台振动半实物模拟实验系统，通过半实物仿真得出平台的振动时域信号及其振动功率谱。通过CCD闭环检测，证明了平台振动模拟结果真实有效。将模拟产生的振动信号作为自由空间激光通信复合轴APT实验系统的激励，实现了在模拟振动和运动条件下对复合轴APT跟踪系统的实验室验证。     

机载空间激光通信大气附面层影响及补偿技术研究

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。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。     

大气信道激光通信系统光束偏振特性

不同偏振特性光束受大气影响特性不尽相同,合理选取最优偏振态光束作为激光通信系统光源,可大大降低通信系统受大气湍流的影响.研究不同初始偏振态激光光束在大气中传输的光强闪烁效应,给出偏振态激光光束经大气传输后闪烁因子的表达式.设计并制作多参数高精度可控激光光源,并采用大气湍流模拟装置来模拟大气湍流,对不同初始偏振态激光光束...     

天线布局对火炮通信距离的影响研究

在火炮通信系统的设计过程中,天线布局是影响无线通信距离的重要因素之一。通过对炮塔上超短波天线不同布局方案的分析,研究了天线安装在不同的倾斜角度与天线被其他设备遮挡的多种状态下,无线传输8 km处超短波电台接收功率的变化规律。利用Egli电磁波传播模型进行了理论分析,根据电波模型所涉及的影响电磁波传播的重要参数,计算出了一定距离条件下的超短波电台的接收功率和接收功率为-97 dBm条件下的无线通信距离,验证了天线布局对无线通信距离产生的影响。在此基础上,提出了天线布局设计的优选方案,进而为火炮通信天线的布局设计和应用提供参考。     

卫星通信系统对抗技术与态势仿真分析

为获得信息优势,在分析卫星通信系统态势仿真需求的基础上,探讨卫星通信链路的干扰技术。针对某静止轨道卫星通过STK设计战情进行仿真,验证比较同波束情况下各种干扰方法的可行性;利用STK软件的通信分析功能和仿真外部接口,结合Matlab对卫星波束切换条件下的通信态势进行仿真设计和实现。结果表明：该分析可为卫星通信系统相关仿真研究提供借鉴和参考。     

机载激光通信稳瞄吊舱设计与跟踪精度测试

针对飞机姿态扰动和强烈震动条件下激光通信中的光轴稳定问题,研制了粗精复合跟踪机构,并对减振器安装结构形式进行了分析,完成了减振系统设计和伺服系统仿真。在此基础上开展了飞机姿态和振动特性测试,根据测试结果,绘制了振动试验曲线。进行室内仿真检测和外场飞行测试的试验结果表明,在大气信道条件下,粗跟踪吊舱跟踪精度优于23.97 μrad,精跟踪精度优于7.03 μrad. 对比实验室和外场测试环境的差异,可知大气干扰引起的光斑闪烁是导致跟踪精度下降的主要原因,为系统指标分配和吊舱跟瞄精度的提高提供了参考。