基于聲光偏轉(zhuǎn)器的衛(wèi)星光通信收發(fā)系統(tǒng)特性研究.pdf

1、以激光為信息載波的衛(wèi)星光通信技術(shù)因其極高的數(shù)據(jù)率和安全性已成為當(dāng)前的熱門(mén)研究領(lǐng)域。跟瞄系統(tǒng)是建立光通信鏈路和保證通信質(zhì)量的關(guān)鍵。通常跟瞄系統(tǒng)采用粗精瞄復(fù)合式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)的尺寸、重量、功耗皆難以降低，光學(xué)系統(tǒng)粗精瞄同軸裝調(diào)、軟件粗精瞄協(xié)同控制算法都較復(fù)雜。高精度、高帶寬、較大偏轉(zhuǎn)范圍的聲光偏轉(zhuǎn)器（AOD）為衛(wèi)星光通信跟瞄系統(tǒng)提供了新的解決途徑。
　　但聲光偏轉(zhuǎn)器是色散器件，不同波長(zhǎng)的光束對(duì)向通過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器后其光路不重合，這將

2、造成收發(fā)光束同軸度誤差。此外，入射至聲光偏轉(zhuǎn)器的光束入射角的變化會(huì)引起超聲工作頻帶內(nèi)衍射效率曲線(xiàn)的變化，從而收發(fā)光強(qiáng)起伏會(huì)對(duì)通信質(zhì)量產(chǎn)生影響。所以研究聲光偏轉(zhuǎn)器色散特性及光束入射角對(duì)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)收發(fā)特性的影響有著重要意義。本文具體工作如下：
　　研究了聲光偏轉(zhuǎn)器色散特性對(duì)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)收發(fā)光束同軸度的影響。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了波長(zhǎng)相同的光束對(duì)向通過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器時(shí)其光路是可逆的。通過(guò)求解Dixon方程組獲得了偏轉(zhuǎn)角與波長(zhǎng)的關(guān)系，得到了系統(tǒng)收發(fā)

3、光束同軸度誤差隨超聲工作頻率的變化規(guī)律。
　　研究了聲光偏轉(zhuǎn)器光束入射角對(duì)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)收發(fā)光強(qiáng)的影響。建立了高斯光束和非平面超聲波條件下反常聲光互作用耦合波方程，在空頻域下利用傳遞函數(shù)方法獲得了聲光偏轉(zhuǎn)器衍射光強(qiáng)隨超聲工作頻率的變化規(guī)律，分析了光束入射角對(duì)這種光強(qiáng)起伏規(guī)律的影響。實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了理論分析的正確性。
　　提出了使用聲光偏轉(zhuǎn)器的發(fā)射光路采用聲光寬帶匹配模式，而接收光路采用非寬帶匹配模式來(lái)滿(mǎn)足光通信發(fā)射端大偏轉(zhuǎn)角，