捕获、对准与跟踪系统是机载激光通信的重要组成部分,是通信链路正常的前提和保障。为了解决机载环境下激光通信链路的自动跟踪问题,实现终端间光束的快速捕获、对准与跟踪。本文提出了采用步进电机作为控制伺服系统、四象限探测器作为探测单元自动跟踪的方法。脉宽调制信号控制步进电机转速,结合四象限探测器上光斑的位置分布,实现高精度光束跟踪。在此基础上进行了室内模拟实验。经过多次实验,跟踪精度优于2.5μrad,说明该系统可以应用于机载激光通信,验证了该方法对机载激光通信具有良好的自动跟踪性能。
摘要:自由空间光学通信在太空中起着重要作用 - 陆地集成网络,因为它的优势包括与常规射频(RF)技术相比,数据速率perfor⁃Mance,低成本,增强安全性。与此同时,Cubesats在低地轨道(LEO)网络中变得很流行。这是造成低成本,快速响应以及组成星座的可能性的原因,并愿意执行单个大型卫星无法做到的任务。但是,在立方体之间建立光学通信链接是一项困难的任务。在本文中,审查了Cubesats上的切割 - 边缘激光技术的进步。显示了立方体上激光链路的字符以及激光通信终端(LCT)设计中的关键技术。
本研究探讨了使用激光通信 (lasercom) 卫星间链路获取自主导航的相对位置测量值。激光通信交联链路有可能提供卫星间距离和方位测量值,以便在各种轨道情况下准确导航卫星,包括 GNSS 拒绝、GNSS 受限和深空环境。在低地球轨道 (LEO)、地球静止轨道 (GEO)、高椭圆轨道 (HEO) 和火星轨道星座的示例应用案例中,使用数值模拟将激光通信交联方法与传统定位和导航方法进行比较。在地球轨道上使用激光通信测量会导致 LEO 上的误差为 2 米,GEO 上的误差为 10 米,HEO 上的误差为 50 米,与当前基于 GNSS 的导航误差相当。采用所提导航方法的火星轨道器群定位误差为 10 米,与目前 DSN 导航误差相当(当 DSN 操作可用时),并且优于 DSN 数据间隙期间传播的状态知识。使用卫星间激光通信系统进行轨道测定还可以减少对地面跟踪和导航系统的依赖,从而提高太空任务的自主性。
摘要 — 本文报告了从快速机载平台到地面站的高速率自由空间光通信下行链路的演示。所用的飞行平台是 Panavia Tornado,激光通信终端安装在附加的航空电子演示吊舱中。配备自由空间接收器前端的可移动光学地面站用作接收站。选择的通信下行链路波长和信标激光的上行链路波长与 C 波段 DWDM 网格兼容。开发了新的光机跟踪系统,并将其应用于两侧,以实现链路捕获和稳定。飞行测试于 2013 年 11 月底在德国曼奇的空中客车防务与航天公司附近进行。该活动成功展示了数据速率为 1.25 Gbit/s 的飞机下行链路激光通信的成熟度和准备就绪性。我们根据链路预算评估、开发的光机终端技术和飞行活动的结果概述了实验设计。试验本身侧重于机载终端和地面站的跟踪性能。可在飞机速度高达 0.7 马赫时测量性能,并传输来自机载摄像机的视频数据。在瞬时跟踪误差分别低于 60 μ rad 和 40 μ rad 时,机载终端和地面站的跟踪精度高达 20 μ rad rms。