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系留球和地面之间的自由空间光通信中继系统设计与验证
1
作者
于思源
李博
+2 位作者
曹开锐
郝广路
杜海瑞
《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》
EI
CSCD
2023年第1期60-70,共11页
目前微波移动中继网络存在中继距离短、数据传输速率慢、功耗高、工作频率受限等问题。本文使用激光通信技术构建了一个中继系统,该系统实现了系留球和地面基站之间红外高清图像数据的实时转发,通信距离超过20 km。实验的成功为激光通...
目前微波移动中继网络存在中继距离短、数据传输速率慢、功耗高、工作频率受限等问题。本文使用激光通信技术构建了一个中继系统,该系统实现了系留球和地面基站之间红外高清图像数据的实时转发,通信距离超过20 km。实验的成功为激光通信技术作为机载通信中继站的应用提供了技术参考。针对初始瞄准指向角度不可预测、平台姿态快速变化等特殊场景,提出了一种用于确定扫描角域的评估方法和姿态稳定性补偿的方案来解决这些问题。通过4阶Runge-Kutta迭代方法规避复杂的微积分计算,提高了扫描算法的精度。将基于目标空间位置和自身姿态变化的数据通过前馈补偿算法引入到闭环跟踪系统的速度环中,有效提高了系统的跟踪稳定性。未来将实现空对空的激光链路中继网络实验。
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关键词
空间光通信
激光链路
瞄准、捕获和跟踪
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职称材料
卫星激光通信光束控制中的迟滞建模与补偿
2
作者
曹开锐
郝广路
+2 位作者
柳青峰
谭立英
马晶
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2021年第1期164-174,共11页
为保证卫星激光通信的链路稳定,需要将接收的光束始终控制在通信中心点.由于压电陶瓷驱动的快速倾斜镜具有高刚度和快速响应等特点,作为执行机构广泛应用于卫星激光通信的精跟踪系统.但是压电陶瓷本身具有迟滞特性,给精跟踪系统的闭环...
为保证卫星激光通信的链路稳定,需要将接收的光束始终控制在通信中心点.由于压电陶瓷驱动的快速倾斜镜具有高刚度和快速响应等特点,作为执行机构广泛应用于卫星激光通信的精跟踪系统.但是压电陶瓷本身具有迟滞特性,给精跟踪系统的闭环控制带来了难题.传统的处理方法是在精跟踪系统内部增加一层闭环控制使快速倾斜镜达到线性化的目的,但这会极大地降低精跟踪系统的带宽.通过对快速倾斜镜结构进行分析,我们发现可以利用对称迟滞模型对其迟滞特性进行建模,进一步提出了一种基于Madelung规则的对称迟滞建模与补偿方法,能够精确地描述和补偿快速倾斜镜的迟滞特性,有效地提升光束控制带宽,从而提高通信链路的稳定性.理论仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性.
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关键词
迟滞建模
迟滞补偿
Madelung规则
快速倾斜镜
卫星激光通信
原文传递
题名
系留球和地面之间的自由空间光通信中继系统设计与验证
1
作者
于思源
李博
曹开锐
郝广路
杜海瑞
机构
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室
出处
《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》
EI
CSCD
2023年第1期60-70,共11页
基金
supported by the National Natural Science Foundation of China(No.91838302)。
文摘
目前微波移动中继网络存在中继距离短、数据传输速率慢、功耗高、工作频率受限等问题。本文使用激光通信技术构建了一个中继系统,该系统实现了系留球和地面基站之间红外高清图像数据的实时转发,通信距离超过20 km。实验的成功为激光通信技术作为机载通信中继站的应用提供了技术参考。针对初始瞄准指向角度不可预测、平台姿态快速变化等特殊场景,提出了一种用于确定扫描角域的评估方法和姿态稳定性补偿的方案来解决这些问题。通过4阶Runge-Kutta迭代方法规避复杂的微积分计算,提高了扫描算法的精度。将基于目标空间位置和自身姿态变化的数据通过前馈补偿算法引入到闭环跟踪系统的速度环中,有效提高了系统的跟踪稳定性。未来将实现空对空的激光链路中继网络实验。
关键词
空间光通信
激光链路
瞄准、捕获和跟踪
Keywords
space optical communication
laser link
pointing
acquisition and tracking
分类号
TN929.13 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
卫星激光通信光束控制中的迟滞建模与补偿
2
作者
曹开锐
郝广路
柳青峰
谭立英
马晶
机构
哈尔滨工业大学航天学院
出处
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2021年第1期164-174,共11页
基金
国家自然科学基金(编号:61503096)资助项目。
文摘
为保证卫星激光通信的链路稳定,需要将接收的光束始终控制在通信中心点.由于压电陶瓷驱动的快速倾斜镜具有高刚度和快速响应等特点,作为执行机构广泛应用于卫星激光通信的精跟踪系统.但是压电陶瓷本身具有迟滞特性,给精跟踪系统的闭环控制带来了难题.传统的处理方法是在精跟踪系统内部增加一层闭环控制使快速倾斜镜达到线性化的目的,但这会极大地降低精跟踪系统的带宽.通过对快速倾斜镜结构进行分析,我们发现可以利用对称迟滞模型对其迟滞特性进行建模,进一步提出了一种基于Madelung规则的对称迟滞建模与补偿方法,能够精确地描述和补偿快速倾斜镜的迟滞特性,有效地提升光束控制带宽,从而提高通信链路的稳定性.理论仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性.
关键词
迟滞建模
迟滞补偿
Madelung规则
快速倾斜镜
卫星激光通信
Keywords
hysteresis modeling
hysteresis compensation
Madelung’s rules
fast steering mirror
satellite laser communication
分类号
TN927.2 [电子电信—通信与信息系统]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
系留球和地面之间的自由空间光通信中继系统设计与验证
于思源
李博
曹开锐
郝广路
杜海瑞
《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》
EI
CSCD
2023
0
下载PDF
职称材料
2
卫星激光通信光束控制中的迟滞建模与补偿
曹开锐
郝广路
柳青峰
谭立英
马晶
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2021
0
原文传递
已选择
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