自适应光学主题知识讲座

空间光通信光发射功率自适应调控技术汇报人

YJ班级~~~班自适应光学主题知识讲座第1页第一章空间光通信第二章自适应调控技术第三章设计思绪.........目录自适应光学主题知识讲座第2页1.空间光通信应用与发展空间激光通信系统是指以激光光波作为载波，大气作为传输介质光通信系统。自由空间激光通信结合了光纤通信与微波通信优点，既含有大通信容量、高速传输优点，又不需要铺设光纤，所以各技术强国在空间激光通信领域投入大量人力物力，并取得了很大进展。生活中光通信

军事中光通信自适应光学主题知识讲座第3页空间光通信特点大通信容量：数据率可到达20Gb/s以上低功耗：激光发散角很小，能量高度集中体积小、重量轻：发射机及供电系统重量较轻，发射口径小高度保密性：激光含有高度定向性，发射波束纤细含有较低建造经费和维护经费自适应光学主题知识讲座第4页空间光通信在实际利用过程中问题瞄准困难不能越过障碍物恶劣环境下适应能力差自适应光学技术调控产生自适应光学主题知识讲座第5页

自适应调控技术意义大气信道:对于大气对激光通信信号干扰分析，当前仅局限于大气吸收和散射等，极少包括到大气湍流引发闪烁、光束漂移、扩展以及大气色散等问题，而这些原因都会影响接收端信号信噪比，从而影响系统误码率和通信距离、通信带宽。晴天对FSO传输质量影响最小，而雨、雪和雾对传输质量影响则较大。据测试，FSO受天气影响衰减经验值分别为：晴天，5-15db/km、雨，20-50db/km、雪，50-150db/km、雾，50-300db/km。国外为处理这个难题，普通会采取更高功率激光器二极管、更先进光学器件和多光束来处理自适应光学主题知识讲座第6页对激光发射功率研究接收光功率天线发射效率自由空间光通信系统中,当激光信号在大气信道中传输时,受到各种原因影响,存在着较大功率损耗。为了到达很好接收效果,对激光器发射功率就有了一定要求。自由空间光通信系统传输方程能够表示为：

Pr=Pt*ηt*ηr*η(L,β)*ηa*τ(L)天线接收效率光束扩展误差发送功率瞄准误差大气透射率自适应光学主题知识讲座第7页不一样原因对激光器发射功率要求光束发散角β对激光器发射功率要求大气衰减对激光器发射功率要求传输距离L对激光器发射功率要求结果表明,在大气衰减一定时,通信距离越长,激光发散角越大,探测器灵敏度越小,要实现正常通信,激光器发射功率要越大。自适应光学主题知识讲座第8页对于激光器选择

高功率激光器能够克服由光束发散及光斑闪烁造成接收光强振动而产生损耗；采取多个发射光束，能够增加平均接收功率；同时发送多束光有很多好处，光束大多只是物理上分离，在传输一定距离且经过相同大气及相同光束漂移和光斑闪烁后，光束就会合并；大光学接收口径，能够捕捉更多光线，从而降低光斑闪烁中振动；降低通信链路距离能够简单防止大气中损耗。激光安全问题也会影响其使用，超出一定功率激光可能对人眼产生影响，人体也可能被激光系统释放能量伤害。所以产品要符合眼睛安全标准。自适应光学主题知识讲座第9页自适应控制器设计控制器被控对象自适应器设定值r(t)(参考输入)控制量u(t)干扰v(t)被控量y(t)(输出)自适应控制含有“辨识——决议——修改”功效自适应光学主题知识讲座第10页自适应控制器硬件设计思想接收端/发射端发射端/接收端经过大气随机信道功率检测u(t)单片机自适应器功率电平控制电路控制发射功率自适应功率控制器原理框图自适应光学主题知识讲座第11页功率检测部分激光发射系统光电二极管电流/电压转换电路A/D单片机数字电位器/DALD驱动电路功率检测部分原理框图自适应光学主题知识讲座第12页展望

在空间光通信领域，欧洲、日本和美国走在世界前列。今后空间光通信会朝着高性能终端、空间组网、深空光通信以及量子通信等方向发展。光通信行业将孕育出巨大价值和商机，也在技术上不停带来新挑战。我国空