大氣激光通信信標光捕獲過程中光斑檢測技術研究.pdf

1、以激光作為信息載體的大氣激光通信技術以其高帶寬、高碼率、高保密性、低功耗等優(yōu)點成為通信技術發(fā)展的新方向,具有良好的應用前景。近些年來,該技術受到了世界各國的重視,并得到了迅速的發(fā)展。但是,大氣激光通信由于信號光束窄、傳輸距離長等原因,給通信鏈路的建立和保持造成了極大的困難。因此,在大氣激光通信中,必須建立一套捕獲、瞄準和跟蹤(Acquisition、Poniting and Tracking,簡稱APT)系統(tǒng)來防止通信鏈路中斷,從而保證

2、整個通信過程的順利進行。近年來,從各國激光通信的發(fā)展情況來看,ATP系統(tǒng)是目前激光通信中最為關鍵的一項技術,可以說它是進行可靠通信的前提。在APT系統(tǒng)中,信標光捕獲是建立通信鏈路的第一步,其一般過程為：大氣激光通信雙方先搜索對方的信標光,當信標光進入視場后從對方信標光的光斑中獲取對方的位置信息,然后進行方位調(diào)整,最終把天線表面積上的法線矢量調(diào)整到與光束的到達角一致。其中信標光的捕獲判定以及位置信息提取屬于光斑檢測技術。本文主要的研究對象

3、是信標光捕獲過程中的光斑檢測技術。文中首先綜述了研究大氣激光通信的意義以及國內(nèi)外在激光通信中的研究進展,進而闡述了APT技術的必要性和重要性。其次,重點分析研究了APT系統(tǒng)中的捕獲技術,在此研究基礎上對可用于信標光光斑檢測的幾種探測器進行了分析。最后,著重分析了PSD與CCD這兩種探測器在信標光光斑檢測技術中的具體應用。光斑檢測探測器的主要作用就是進行信標光的捕獲判定及信標光光斑重心提取。PSD在光斑檢測技術中的具體使用方法就是通過對P

4、SD各輸出引腳上的光電流進行采集以及相關運算,進行捕獲判定以及光斑重心位置提取,實際上就是PSD信號的采集與處理過程。CCD采集到的是圖像信息,所以使用CCD作為光斑檢測探測器,在進行光斑檢測過程中所涉及到的工作實際上就是對圖像的處理?；趯SD和CCD的原理、特性以及使用方法的分析,文中設計了PSD信號采集與處理電路以及用于信標光光斑檢測的CCD圖像處理軟件,并且進行了仿真實驗,給出了仿真實驗結果。從結果中可以看出方案的可行性以及不