光子晶體卡塞格倫天線偏焦分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、目前主要的衛(wèi)星通信方式是微波通信，無論是衛(wèi)星還是地面基站通信，都是以微波為主。但是微波波段波長較長，因此天線的尺寸比較大，設(shè)備的體積和質(zhì)量大，功耗也相應(yīng)地比較高。隨著目前對通信的要求越來越高，比如數(shù)據(jù)容量要求大大增加，但是微波波段則難以滿足以后的要求。為了解決微波通信容量不足，各個國家都把星間通信波段轉(zhuǎn)向光波波段。因此空間光通信開始成為研究的熱點，在未來的空間通信領(lǐng)域?qū)〉镁薮笸ㄐ艛?shù)據(jù)容量，對推動信息化社會進(jìn)步會產(chǎn)生巨大作用。

2、　　光學(xué)天線是空間光通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，如果天線受到外界影響產(chǎn)生偏焦，這將對空間光通信系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，甚至導(dǎo)致空間光通信無法正常運行。由于外太空的各種擾動很多，極容易導(dǎo)致光學(xué)天線系統(tǒng)的偏焦，因此有必要對偏焦后光學(xué)天線的通信狀況進(jìn)行相關(guān)的研究。由于目前空間光通信所使用的光學(xué)天線傳輸效率普遍偏低，因此需要對光學(xué)天線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計出更好的光學(xué)天線，對提高空間光通信的質(zhì)量具有重要意義。
　　本論文的主要研究了光子晶體卡塞格倫天線各

3、種偏焦特性，對各種形式的卡塞格倫天線偏焦進(jìn)行了詳細(xì)地討論，以及優(yōu)化和設(shè)計了天線結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容如下：
　　(1)介紹了空間光通信半導(dǎo)體激光準(zhǔn)直技術(shù)，對半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)和發(fā)光機制進(jìn)行了闡述，然后對半導(dǎo)體激光的傳播規(guī)律進(jìn)行闡述，進(jìn)一步給出高斯光束的準(zhǔn)直方法。
　　(2)針對光子晶體具有禁帶特性，設(shè)計出空間光通信信道窗口頻率要求的光子晶體，將其鍍在卡塞格倫天線的表面，增強天線的反射功能，從而防止高能激光使天線變形，有助于維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4、的穩(wěn)定性。
　　(3)研究了光子晶體卡塞格倫光學(xué)天線的偏焦特性，分別對主鏡的縱向偏焦、主鏡的橫向偏焦、次鏡的縱向和次鏡的橫向偏焦進(jìn)行詳細(xì)的研究分析，對偏焦后輸出激光束的光腰變化，發(fā)散角變化給出了相應(yīng)的描述，同時研究了偏焦對天線的發(fā)射效率和傳輸效率的影響。
　　(4)針對光子晶體卡塞格倫光學(xué)天線對激光束的壓縮倍率較低，對光子晶體卡塞格倫光學(xué)天線結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而大大降低了發(fā)射光束的發(fā)散角，提高了空間光通