無線光通信中ATP系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、ATP(Acquisition、Tracking、Pointing)系統(tǒng)是用來保證較高的精度來調(diào)整通信收發(fā)兩端光束的瞄準(zhǔn)和對準(zhǔn)，在無線光通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。PSD(Position Sensitive Detectors)探測器作為誤差探測器件，在ATP子系統(tǒng)中起到?jīng)Q定性作用。要保證ATP子系統(tǒng)具有較高的可靠性，就需要提高PSD探測器的精度，那么就必須要克服PSD背景光干擾的問題。
　　本文的核心內(nèi)容就是對消除PSD探測器

2、的背景光干擾的方法進(jìn)行了深入探討。在分析了PSD探測器的工作原理，背景光干擾的主要來源，以及干擾光和信號光之間的關(guān)系之后，重點(diǎn)研究了兩種消除背景光干擾的方法。
　　第一種方法是基于 SPPs(Surface Plasmon Polaritons)表面等離子體激元的背景光消除方法，根據(jù) Kretschmann結(jié)構(gòu)激發(fā) SPPs的原理選擇合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計了棱鏡-金屬結(jié)構(gòu)的光濾波器，對該光濾波器進(jìn)行FDTD時域有限差分法仿真。對仿真

3、結(jié)果進(jìn)行分析，經(jīng)該濾波結(jié)構(gòu)后可見光波段的光波磁場強(qiáng)度基本都處于4310??10? A/m范圍內(nèi)，最大值處也小于
　　110? A/m。而對波長為850 nm處的耦合效率最強(qiáng)約為86％，消光比約為25dB，所以該濾波結(jié)構(gòu)對可見光波段的光有較好的濾除效果。驗(yàn)證了基于 SPPs理論的棱鏡-金屬光濾波器，可以有效的消除PSD探測器的背景光干擾。
　　第二種方法是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的背景光消除方法，設(shè)計了包含兩個輸入層一個隱含層和兩個輸出層

4、的2-12-2三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用改進(jìn)BP算法（L-M算法）通過把包含背景光干擾的PSD探測器的原始輸出經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正，網(wǎng)絡(luò)輸出相對誤差小于0.03%，并且經(jīng)檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)有較好的推廣能力。經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償后PSD探測器克服了背景光的干擾，提高了探測精度和可靠性。
　　基于SPPs的PSD背景光消除方法對于制作濾波器件提供了新思路，而基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PSD背景光消除方法有較好的推廣能力，且不受背景光種類的限制，具有一定的工程實(shí)用價值。