微小卫星激光通信粗跟机构设计与分析

针对微小卫星星间激光通信任务中快速、精确、稳定地捕获跟踪要求、卫星发射阶段严酷的力学环境以及严苛的重量尺寸限制,设计了一种适合微小卫星搭载的共口径收发二维粗跟机构。首先,由轴系支撑理论总结了精密轴系的设计原则,完成了结构设计,然后通过赫兹接触理论计算出过盈配合和预载荷作用下的轴承刚度,最后利用有限元分析方法分析了粗跟机构的力学特性。分析结果表明粗跟机构谐振频率满足卫星发射要求。结构设计具有结构紧凑、质量轻的特点,满足外包络尺寸、重量限制,轴系刚度设计合理。     

星载激光通信端机形状记忆合金锁紧机构研究

针对火工品锁紧装置爆炸冲击大、燃气释放多和国外常用记忆合金锁紧机构不可重复使用的问题,以星地激光通信任务为背景,提出了一种利用锁紧体材料本身弹性变形特性和形状记忆合金记忆效应的锁紧机构。首先对锁紧机构进行设计;根据设计方法流程确定锁紧机构的各项参数;为了验证锁紧机构对整个系统刚度的提升对星载激光通信端机进行了刚度分析,并建立有限元模型,分析在非锁紧和锁紧状态下星载激光通信端机X、Y、Z三个方向上的模态,未锁紧发射方向上的模态为57.414Hz,锁紧后发射方向上的模态为84.35Hz,平台要求发射方向上模态大于70Hz,锁紧机构提高了星载激光通信端机的刚性,使结构满足发射要求。     

基于QD与MEMS振镜的微纳激光通信终端伺服技术研究

为了满足微纳卫星平台间的数传需求,实现伺服结构的小型化,设计了一套基于四象限探测器(QD)与MEMS振镜为伺服架构的微纳激光通信终端,完成光斑的检测跟踪.为了提高微纳通信终端跟踪精度,分析了光斑大小对四象限探测器检测精度的影响,使用Matlab进行仿真,并据此设计了一种当光斑直径小于四分之一探测器靶面直径时的捕获跟踪伺服系统算法,对系统组成及捕获跟踪算法进行了详细论述.搭建室内实验平台,进行了双向全光捕获跟踪实验,系统捕获时间2.2 s,跟踪误差84μrad.     

激光通信终端光学收发通道运动学支撑设计

光学收发通道是激光通信终端的核心模块,其发射和接收光轴同轴度是制约激光通信终端建链通信的关键指标,且易受外界影响.应用"运动学约束"原理提出了双脚架支撑系统作为光学收发通道"2-2-2"约束的具体实现形式.推导出了双脚架结构释放的四个自由度方向的柔度公式,进而确定了双脚架的关键结构参数.应用有限元方法对某激光通信终端光学收发通道在有安装误差和温度变化工况下发射和接收光轴同轴度变化进行了仿真分析.结果表明:温度变化4℃和安装误差为0.05 mm的工况下,发射和接收光轴同轴度的变化量均能够满足优于15″的指标要求.作为对比,法兰式收发通道温度变化4℃时的收发光轴同轴度变化为26.81″.为激光通信终端光学收发通道的设计提供了参考.     

一种激光扩束镜换位机构设计

为了获得不同的激光发散角,在激光发射光路中设计了一种调整激光扩束镜位置的机构。该机构以带有精密丝杠和高精度滑轨的直线移动台作为直线运动轨道,利用直线位移传感器作为位置控制元件,实现激光扩束镜位置变换和精确定位。在介绍激光发射系统工作原理的基础上,给出了换位机构的设计方案、定位精度检测方法及检测结果。结果表明,该机构的重复定位误差不大于1.2″,具有结构简单、成本低、定位精度高等特点,可以在工程实际中推广使用。     

激光电源中央控制器系统的通信设计

基于系统核心处理器TMS320F28335以及作为协处理器的FPGA,EP2C20Q240C8N,设计了一套用于激光电源中央控制器的通信方法．包括DSP与EEPROM的SPI通信、DSP与FPGA的总线通信、中央控制器与总控之间的RS485通信、中央控制器与下级模块CPU的CAN通信和I／O通信．     

自由空间激光通信技术及其发展

对自由空间激光通信技术和空间微波通信技术的优缺点进行了分析和比较 ,描述了空间激光通信系统的关键技术 ,简单介绍了国际上几个前沿国家在该领域的现状和发展趋势。     

提高电力线通信可靠性的优化组网方法综述

全面介绍了目前国内外提高电力线通信可靠性所采取的多种组网优化方法,包括智能仿生类组网算法、基于图论的生成树算法、基于通信信号信噪比的自动组网算法、基于PRIME标准的低压电力线载波组网算法等.通过分析、比较各方法的优缺点,提出各方法的适用范围和相应优化建议.针对笔者所涉及方法均仅在网络层对组网进行优化的情况,提出将网络层优化与物理层优化相结合的进一步优化思路,可对从事电力线通信的专业人士提供帮助.     

大气激光通信的跟瞄系统

在分析扰动大气对跟瞄系统影响的基础上，提出了大气激光通信跟瞄系统的结构和设计准则，建立跟瞄系统模型，综合设计出数字式跟瞄系统，并给出子系统动态实验结果，大气激光通信作为宽带机动通信的重要手段，但其跟瞄问题，国内外还未见有更深入的研究报告。     

几种大气激光通信机

1、德国KEHA Lacom 1000型激光通信机 该机含一个自动跟踪通信方向的广角度部件、一个用于长距离通信的窄角度部件、一个指出通信方向的控制和显示部件以及耳机和电缆。     

空间光通信捕获与跟踪技术

空间光通信系统中,要在收信端与发信端之间快速建立通信链路,并在通信过程中维持链路的稳定与可靠,捕获,跟踪与对准技术——ATP(AcquisitionTrackingandPointing)技术至关重要。通过焦平面探测器阵列CCD(Charge-CoupledDevice)采集光学信号的图像,利用灰度直方图的性质推导出捕获判决条件,采用光电图象处理算法进行图像的二值化处理,根据质心公式计算光信号的空间坐标,得到的结果作为控制参数,再由控制装置进行收发双方的对准,并通过实验验证了捕获与跟踪的原理,实现了信标光的捕获与跟踪。     

基于DSP的空间光通信的精跟踪数字伺服系统的设计

精跟踪伺服系统在自由空间激光通信中具有重要地位。为了实现精跟踪伺服系统的实时性和小型化,本文采用TI公司的TMS320x240x系列的DSP器件TMS320LF2407作为核心控制器,设计了基于DSP的精跟踪数字伺服系统。本系统主要由CCD光斑成像单元、脱靶量图像处理单元、DSP数字伺服单元和振镜伺服单元组成。其中DSP数字伺服单元主要完成光斑脱靶量的数据解算、控制补偿算法的实现、与脱靶量图像处理单元的串口通信以及对振镜伺服单元的控制。最后经过实验证明本系统达到了实时处理的能力,并实现了整个精跟踪伺服系统的小型化。     

自由空间光通信系统的初步设计

自由空间光通信（FSO）是以激光为载波,以大气为传输媒质的新型通信技术,然而传统FSO系统只能实现定点通信,并不具备＂动中通＂的能力。为了克服传统FSO定点通信的缺点,实现＂动中通＂,本文首先对FSO的移动终端作了初步设计,分析了各部分的功能,然后对FSO天线进行了改进,最后介绍了APT（捕获、瞄准、跟踪）的原理,并给出其工作流程。     

空间激光通信光端机发展水平与发展趋势

激光通信技术和传统通信技术相比具有极大的优越性和广阔的应用前景,其中光端机是实现空间激光通信的核心系统.论述了近年来发达国家在光端机研发方面所取得的成果,讨论了光端机研发的发展趋势.在未来多型平台之间进行组网激光通信的背景下,对光端机上一对多通信光学天线的各种设计方案进行了梳理,从几个方面评价了各种设计方案的优缺点,并对网络化通信的光学天线关键技术提出了一些新的思考和分析.     

Application Research on Space Laser Communication in Bistatic Radar System

There exist three synchronizing problems in the bistatic radar system that some signals of the radar receiver nust be synchronized with those of the radar transmitter.Sevetal methods realizing data transmission,which are used to complete the synchronization existing in the bistatic radar system,are described.Then a new idea is brought forward that employs space laser communication in the bistatic radar system to realize its data transmission.The theoretic analysis of the idea‘‘s usability and its merits are discussed in details.Finally the latest development of space laser communication is introduced,and the utility of the idea is pointed out further.     

电力通信中扩频捕获跟踪技术

针对电力通信中，载波频率不高，传输信息量较少的特点提出一套数字化扩频通信捕捉，跟踪方案，结合现代通信技术与数字信号处理技术，对传统的扩频通信进行改进，有效提高其传输准确率。     

一种激光跟踪测量中的滤波算法

在跟踪问题的处理中，以往所经常采用的是白噪声观察模型，但是实际上测量噪声却经常是有色噪声，有色观测噪声会使跟踪算法的性能减退，为了提高跟踪精度，必须有效地消除有色噪声，因此，有效地消除了有色噪声是处理跟踪问题的关键所在，本文把观测噪声的成形滤波器假设为AR模型，提出了一种在线估计色噪声参数的方法，通过在线估计色噪声参数，即AR模型的参数，对测量噪声去相关来提高Kalman滤波精度，并且最终将这种方法应用于激光跟踪，仿真结果表明这种方法具有较好的去相关能力，大大提高了激光跟踪过程中角度速度的跟踪性能，具有很好的实用价值。     

空间信息获取系统的需求论证过程研究

分析了美军空间信息获取系统的进化式需求论证模式,总结了我国空间信息获取系统采办的特点和现行需求论证过程的不足,采用进化式采办思想,提出了未来我国空间信息获取系统需求论证过程,能够有效支持体系化论证,降低技术、时间和成本风险,增强了项目采办的科学性。所提出的模式也能为其他复杂武器装备体系的需求论证提供借鉴。     

舰船间激光通信系统视轴捕获技术

空间激光通信逐渐成为舰船间通信新型手段,但捕跟问题是舰船间激光通信最大的难点,阐述了舰船间激光通信捕获特点,分析了舰船间激光通信捕获系统的组成、工作原理和捕获策略,并着重研究捕获概率和捕获时间的影响因素,通过理论建模分析,优化捕获系统中的参数,包括捕获概率、捕获不确定区域,以及捕获时间等.结合具体使用器件对捕获系统参数进行了设计,并通过野外舰船间试验对其进行测试,实验结果测试捕获概率优于98%,不确定区域大小为26mrad,捕获时间优于30s.