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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于LabVIEW的信標(biāo)光探測儀
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 根據(jù)激光通信的實(shí)際需求，對各種信標(biāo)光探測器的探測機(jī)理進(jìn)行具體分析，設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器技術(shù)的精信標(biāo)光探測器性能測試系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 激光通信技術(shù)是當(dāng)今世界應(yīng)用最廣泛的一個(gè)高新技術(shù)領(lǐng)域，同時(shí)也是推動全球信息通信業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動力量?？焖?、精確的捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤（APT：Acquisition Pointing and Tracking）技術(shù)是保證實(shí)現(xiàn)空間遠(yuǎn)距離激光通信的核心。信標(biāo)光探測器是APT系統(tǒng)的重要組成部分，一般選用電荷耦合器件(CCD)、四象限探測器(QD)或位置敏感器件(PSD)，它們的共同特點(diǎn)是信標(biāo)光成像光斑能被量化，但是這些探測器的探測機(jī)理均不同，有必要對其進(jìn)行深入研究。 本文根據(jù)激光通信的實(shí)際需求，對各種信標(biāo)光探測器的探測機(jī)理進(jìn)行具體分析，設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器技術(shù)的精信標(biāo)光探測器性能測試系統(tǒng)。應(yīng)用虛擬儀器軟件平臺將數(shù)據(jù)采集、分析與處理功能集中在同一個(gè)環(huán)境之中，通過大量的實(shí)驗(yàn)，對各類信標(biāo)光探測器在自由空間激光通信和大氣激光通信中的探測性能進(jìn)行了比較，提出了信標(biāo)光探測器的選用原則, 具有一定的實(shí)際運(yùn)用意義。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的： 對激光武器和大氣激光通信系統(tǒng)或者其它以被動或主動激光目標(biāo)跟蹤為目標(biāo)的控制系統(tǒng)來說，一個(gè)高精度（?rad量級）的目標(biāo)捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤系統(tǒng)(APT—acquiring、pointing and tracking）是必不可少的。 基本思路: 本設(shè)計(jì)根據(jù)激光通信的實(shí)際需求，對各種信標(biāo)光探測器的探測機(jī)理進(jìn)行具體分析，設(shè)計(jì)基于虛擬儀器技術(shù)的精信標(biāo)光探測器性能測試系統(tǒng)。應(yīng)用虛擬儀器軟件平臺將數(shù)據(jù)采集、分析與處理功能集中在同一個(gè)環(huán)境之中，通過大量的實(shí)驗(yàn)，對各類信標(biāo)光探測器的探測性能進(jìn)行比較，完成光通信信標(biāo)光探測儀的設(shè)計(jì)。 創(chuàng)新點(diǎn)： 虛擬儀器技術(shù)，自適光學(xué)技術(shù)。 技術(shù)關(guān)鍵： 提高探測器探測能力，克服大氣影響，快速的數(shù)據(jù)及圖像采集。 主要技術(shù)指標(biāo)： 激光波長： 530nm、800～900nm、1550nm。 作用距離： 4-40Km； 光束定位精度： 2?rad（rms）。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 集成化、智能化、多功能化綜合測試，系統(tǒng)可應(yīng)用于自由空間激光通信及大氣激光通信的信標(biāo)光探測； 多通道、快速的數(shù)據(jù)與圖像采集及并行處理技術(shù)； 利用探測器實(shí)現(xiàn)激光光斑質(zhì)心的精確定位，同時(shí)對入射激光束進(jìn)行精確定位，定位精度優(yōu)于2rad（rms）； 針對大氣湍流對光斑形狀的影響，采用激光光斑多點(diǎn)積分技術(shù)，對激光光斑圖像進(jìn)行多通道并行采樣和處理，實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的快速分析與結(jié)果輸出。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無。
作品可展示的形式
- 文字。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 目前，在現(xiàn)代化軍事指揮系統(tǒng)、野戰(zhàn)網(wǎng)的聯(lián)結(jié)、空間機(jī)群指揮等系統(tǒng)中開始逐步采用具有APT（捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤）技術(shù)的空間激光通信技術(shù)。由于上述APT系統(tǒng)的活動空間是在大氣層中，因此在其工作過程中不可避免地要遇到大氣信道及其產(chǎn)生的湍流問題，因此采用一定的技術(shù)手段，提高機(jī)載跟蹤平臺跟蹤性能的成為當(dāng)務(wù)之急，國內(nèi)外的穩(wěn)定和跟蹤平臺研究單位都在積極研究此項(xiàng)課題。
同類課題研究水平概述
- 國外： 美國的Astor Terra公司和Terex公司分別在多個(gè)城市進(jìn)行了大氣能見度的監(jiān)測，在海島之間、城市之間建立了大氣激光通信實(shí)驗(yàn)鏈路，英國也在倫敦市中心建立了幾條大氣激光通信實(shí)驗(yàn)鏈路，進(jìn)行大氣信道系統(tǒng)研究，日本則在衛(wèi)星與地面、飛機(jī)與地面間進(jìn)行了光通信實(shí)驗(yàn), 取得了上行下行鏈路光束傳播特性、通信特性、地球背景光特性等寶貴資料。目前世界上主要的研究機(jī)構(gòu)有：美國國家航空航天局、美國空軍、以及由其支持的麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室、加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、Astor Terra公司等；歐洲空間局通信部；日本宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)、日本郵政省通信研究實(shí)驗(yàn)室、高級長途通信研究所等。 國內(nèi): 和國際上相比，我國大氣激光通信技術(shù)的實(shí)用化發(fā)展相對滯后，技術(shù)研究與理論研究相對脫節(jié)，實(shí)際大氣中的光通信鏈路研究少之甚少，而這對于我國大氣激光通信的實(shí)用化進(jìn)程顯然是很重要和很有幫助的，它對光通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化系統(tǒng)性能有很大的幫助和一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。 未來的大氣激光通信在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上，將重點(diǎn)研究以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： (1) 大功率激光器技術(shù)的研究。主要包括：CO2激光器、半導(dǎo)體激光器和二極管泵浦的Nd：YAG激光器； (2) 空間目標(biāo)的捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤技術(shù)； (3) 高速率激光調(diào)制與高靈敏度激光接收技術(shù)； (4) 大氣環(huán)境對激光通信系統(tǒng)的影響及解決方法。
