简述光学星载激光通信终端光学系统学年

论文导读：激光接收系统28-302.3捕获跟踪瞄准子系统30-312.4光学平台子系统31-382.4.1激光准直子系统31-352.4.2光学天线子系统35-382.4.3中继光学子系统382.5本章小结38-40第三章光学系统总体设计40-643.1光学系统设计案例40-423.1.1光学系统设计目标403.1.2终端系统设计案例40-423.2准直系统设计42-463.2.1准直系统参数
摘要：随着空间运用领域的扩展和各种信息需求量的大幅增加，卫星激光通信凭借其在速率、带宽、体积、重量和功耗等方面的优势越来越受到重视。对于卫星光通信来说，终端光学系统的性能直接影响通信的可靠性和稳定性，对于这部分的探讨在军事和民用领域都有着重要的运用价值。终端光学系统设计需考虑多方面因素，在数万公里的传输距离情况下，终端系统要同时具备精密对准和稳定可靠的激光收发特性，还应具备小型轻量、结构简单等特性。在星地通信链路中，大气湍流效应使传输的激光光束发生波前畸变，严重影响了终端系统的性能，系统设计中还必须考虑对光束波前畸变的校正。然而精密对准、稳定可靠的激光收发特性在工程系统设计和实现上具有很大的难度，对光束波前畸变的校正更是加大了设计难度。这就使光学系统成为终端总体设计的一大难题，也逐渐成为近几年来国内外众多科研单位竞相探讨的课题。本论文正是基于高性能、小型化、轻量化通信终端系统研制的要求展开探讨，设计出收发共用光学天线、具有光束精密对准、自适应校正波前畸变特性的一体化终端光学系统。本论文针对卫星激光通信终端光学系统展开探讨。首先介绍论文选题的目的和作用，通过查阅相关的资料，对国内外几种典型的终端光学系统的结构型式和实现方式进行了探讨。其次探讨了星载激光通信终端系统构成和工作原理，针对各子系统的功能实现浅析了其主要技术参数和选择标准。接着针对系统关键不足提出了相应的技术案例和具体设计实例：（1）结合激光器出射光束特性及系统总体要求，设计了一组望远镜结构准直透镜系统，并采取CODE-V光学设计软件对其进行了性能优化。设计结果表明，系统具有良好的准直效果；（2）推导了光学天线子系统初始结构的确定策略，然后结合具体的设计指标，运用光学设计软件完成对光学天线的优化设计和性能评价；（3）提出终端光学系统收发共用光学天线及偏振分光棱镜分离光路的设计案例，完成了将激光发射信道、激光接收信道、光轴校准信道整合一体的终端光学系统设计；（4）针对工作在大气环境中的终端系统易受大气湍流的影响造成传播光束波前畸变的情况，本论文将自适应光学技术运用于终端光学系统中，有望抑制光束波前畸变对系统的影响。最后对本论文主要的探讨工作进行了详细总结，并提出今后要继续深入探讨的工作内容。关键词：光学系统设计论文卫星激光通信论文激光准直技术论文光学天线论文自适应光学论文
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Abstract6-8
目录8-10
第一章 绪论10-24

1.1 选题的目的和作用10-11

1.2 国内外探讨近况11-22

1.2.1 国外典型卫星终端系统介绍11-21

1.2.2 国内探讨概况21-22

1.3 关键技术浅析22

1.4 本论文主要探讨内容和结构安排22-24

第二章 星载激光通信系统结构浅析24-40

2.1 终端系统结构及工作原理24-25

2.2 激光收发子系统浅析25-30

2.1 激光发射系统25-28

2.2 激光接收系统28-30

2.3 捕获跟踪瞄准子系统30-31

2.4 光学平台子系统31-38

2.4.1 激光准直子系统31-35

2.4.2 光学天线子系统35-38

2.4.3 中继光学子系统38

2.5 本章小结38-40

第三章 光学系统总体设计40-64

3.1 光学系统设计案例40-42

3.

1.1 光学系统设计目标40

3.

1.2 终端系统设计案例40-42

3.2 准直系统设计42-46
3.

2.1 准直系统参数计算43-44

3.

2.2 准直系统设计结果与评价44-46

3.3 光学天线系统设计46-50

3.1 光学天线参数计算46-48

3.2 光学天线设计结果及评价48-50

3.4 中继光学系统设计50-53

3.4.1 成像透镜组的设计50-51

3.4.2 光学滤波器的设计51-52

3.4.3 分光镜的设计52-53

3.4.4 波片的设计53

3.5 激光收发系统光路设计53-57

3.5.1 激光发射系统光路设计53-54

3.5.2 激光接收系统光路设计54-55

3.5.3 光轴校准系统光路设计55-57

3.6 光学系统一体化设计57-59

3.7 系统离轴设计与论文导读：23.9光学损耗浅析62-633.10本章小结63-64第四章基于自适应光学技术的星载终端光学系统设计64-704.1自适应光学的基本组成及原理64-664.1.1基本原理64-654.1.2基本组成65-664.2基于自适应光学的星载终端光学系统设计66-694.2.1设计原理浅析66-674.2.2设计实例67-694.3本章小结69-70第五章总结与展望70-745.1主要工
浅析59-60

3.8 通信距离计算60-62

3.9 光学损耗浅析62-63

3.10 本章小结63-64

第四章 基于自适应光学技术的星载终端光学系统设计64-70

4.1 自适应光学的基本组成及原理64-66

4.

1.1 基本原理64-65

4.

1.2 基本组成65-66

4.2 基于自适应光学的星载终端光学系统设计66-69
4.

2.1 设计原理浅析66-67

4.

2.2 设计实例67-69

4.3 本章小结69-70
第五章 总结与展望70-74

5.1 主要工作及革新点70-71

5.2 本论文光学系统设计难点及解决策略71-72

5.3 不足与展望72-74

参考文献74-78
发表文章目录78-80
致谢80