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舰载无线激光通信系统中APT技术研究
| 论文题名： | 舰载无线激光通信系统中APT技术研究 |
| 关键词： | 舰载无线激光通信;跟踪系统;扫描方式;光束检测 |
| 摘要： | 无线激光通信是以激光束作为载体，在自由空间内进行信息传输的无线通信技术。无线激光通信系统主要由发射子系统、接收子系统和光束捕获、对准、跟踪（Acquisition,Pointing and Tracking，APT）子系统组成，其中APT系统完成激光通信终端精确对准和高精度跟踪的任务，是进行激光通信的前提和保证，其性能直接影响通信的质量。本文针对舰载无线激光通信应用，对无线激光通信中APT系统展开了深入研究，主要工作内容如下： （1）介绍了无线激光通信技术和无线激光系统的组成，描述了APT系统的工作原理和结构，完成了APT系统中各个模块主要器件的选型。 （2）根据APT系统的应用需求，确定了系统的目标捕获方式为“扫描-跳步”。首先，提出了一种往复式三角波扫描方式，并在不同的扫描范围下验证了该扫描方式的捕获性能。然后，针对大范围扫描时系统耗时久的问题，提出了水平方向直线扫描方式，并对其捕获性能进行了仿真和实验验证。 （3）分析了APT系统瞄准、跟踪目标的原理，设计了适用于本论文APT系统的光束检测方法，并根据CMOS视场区域内的像素偏移提出了一种结合角度控制和角速度控制优点的联合控制方式，然后在静态平台和动态平台分别验证了系统的瞄准、跟踪性能。 （4）在实验室内搭建完成了APT系统实验平台，并验证了系统的捕获性能和瞄准、跟踪性能。实验结果表明，APT系统能够实现链路距离为5.170km的光束捕获、瞄准与跟踪；对于动态目标，当目标相对于APT系统的水平方向角速度为12°/s、俯仰方向角速度为6°/s时，APT系统的跟瞄精度为0.22mrad，能够满足舰载无线激光通信系统信息传输的需求。 |
| 作者： | 王小康 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 尚建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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