空间激光通信系统中无信标快速捕获技术研究

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捕获是空间激光通信系统建立通讯的基本条件,本文的无信标捕获技术,是使用小束散角的通信光进行扫描捕获,舍弃掉信标光激光器和相关光学组件,与传统信标光捕获相比,该技术可以简化结构并减小体积、重量和功耗,常用于微纳卫星上。  本文首先介绍传统的信标光捕获原理及其系统组成,从而引出无信标捕获技术,接着系统阐述无信标捕获原理,工作流程和系统组成,分析其关键技术,主要包括伺服系统设计,捕获策略和扫描方式等;确定无信标系统组成后,重点分析其技术性能,主要涉及捕获不确定区域,捕获时间,捕获概率和扫描重叠区域。针对无信标系统的技术性能指标,设计LabVIEW仿真程序,对捕获工作流程和扫描方式进行仿真。最后,在实验室搭建模拟实验平台,对无信标捕获进行原理性验证。  通过搭建模拟测试实验系统,对捕获时间和捕获概率进行测试。实验结果显示:平均捕获时间为48.4秒,并且成功捕获50次。该实验成功验证无信标捕获原理的可行性。
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