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应用于小行星勘测的激光通信系统

时间:2022-11-06 20:05:35 公文范文 来源:网友投稿

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tӿx׭8My_Op_allպlWa)|M4aiZ2j_~M4G&m1M4Neezo�Nmn8H5ō ?设计的数据传输率是几十到几百Mbps,这是以前微波射频深空通信所无法比拟的。

星上终端采用直径30cm的天线,雪崩光电二极管(APD)接收,发射采用由半导体激光器和EDFA组合而成的主激光器-功率放大器结构提高发射功率,采用脉冲相位调制(PPM)。波束非常窄的激光需要在移动状态下利用ATP子系统准确地发送到地面站。来消除航天器微小的摆动,这也是远瞄准和跟踪系统所要求应对的挑战之一。

地面终端采用的天线由一个发射和接收望远镜阵列和控制器组成,控制器用于调整和保持望远镜能指向彼此。一个超导的,冷却到3开氏度的纳米线探测器能实现高灵敏度探测。整个链路的通信波长采用1060nm可结合光纤技术的激光波长。主要研究内容有:(1)空间激光通信链路特性分析;(2)空天背景光特性分析;(3)大气、云层信道特性分析;(4)动态高精度跟踪、捕获、瞄准系统(APT)研究;(5)空间激光通信工作流程研究;(6)空间激光通信系统星上发射、接收单元光机结构设计;(7)通信发射单元光放大技术研究;(8)通信发射单元调制、编码技术研究;(9)通信接收单元探测器研究。

由于其技术难度和经费需求巨大,故难以在短期内投入工程应用。但为给将来工程应用奠定坚实的基础,目前应抓紧开展关键技术研究。需要开展研究的关键技术主要包括以下几项[2]:(1)动态高精度跟踪、捕获、瞄准技术(APT);(2)大口径接收望远镜技术;(3)高功率高重频激光器技术;(4)阵列望远镜技术;(5)强背景条件下微弱信号探测技术;(6)高速数据编码和解码技术。

4 结语

深空光通信和深空激光测控技术是极具潜力的新的深空测控体制。结合我国小行星探测任务,空间激光通信的发展为今后深空探测任务中高速数据链的建设提供了有效的解决途径。系统研究与关键技术和器件的研究会继续深入下去,航天器携带的激光终端会越来越小,发射功率会越来越大,对准精度会越来越高,稳定性会越来越好,通信速率会越来越高,同时地面站的捕获、瞄准、跟踪与发射接收能力也会大大提高,整体通信系统的能力会越来越好,最终会向实际的地面站和自由空间的实用系统进行转化,并投入到未来的实际深空探测任务中去[3]。

参考文献

[1] 朱恩涌,孙国江,果琳丽,等.我国小行星探测发展思路及关键技术探讨[J].航天器工程,2012,21(03):96-100.

[2] 于志坚.深空测控通信系统[M].国防工业出版社,2009.

[3] 周贤伟,尹志忠等.现代通信高技术丛书:深空通信[M].国防工业出版社,2009.

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