机载空间激光通信大气附面层影响及补偿技术研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2015.12.010

兵工学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (12): 2278-2283.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.12.010

机载空间激光通信大气附面层影响及补偿技术研究

高天元¹，胡源²，姜会林²，王志坚¹

（1.长春理工大学光电工程学院，吉林长春 130022； 2.长春理工大学空间光电技术研究所，吉林长春 130022）

收稿日期:2014-11-18 修回日期:2014-11-18 上线日期:2016-02-02
作者简介:高天元（1970—），男，副研究员
基金资助:
国家自然科学基金项目（2010AA7010106）

The Effect of Atmosphere Boundary Layer on Airborne Space Laser Communication and Its Compensation Technology

GAO Tian-yuan¹, HU Yuan², JIANG Hui-lin², WANG Zhi-jian¹

(1.School of Optoelectronic Engineering, Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022， Jilin, China;2.Institute of Space Photoelectric Technology，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022， Jilin, China)

Received:2014-11-18 Revised:2014-11-18 Online:2016-02-02

摘要/Abstract

摘要： 随着空间激光通信技术的发展，大气环境对机载空间激光通信的影响越来越突出，大气附面层是其中一个重要的因素。为了研究大气附面层对通信的影响，在机载激光通信试验中观察现象的基础上，从衍射光学理论着手，对试验中存在的附面层影响进行理论上探讨。研究结果表明：大气附面层对空间激光通信的影响，是在系统前附加一个焦距在-530 m的负透镜，造成系统焦距变化，光斑扩散，从而影响通信效果。这种影响可以通过在系统中增加补偿透镜的方式进行补偿，并进行了相应的补偿试验。试验结果表明：大气附面层对空间激光通信的影响，完全可以通过光学方法进行补偿，补偿效果满足空间通信要求，为以后机载空间激光通信的发展奠定了良好基础。随着空间激光通信技术的发展，大气环境对机载空间激光通信的影响越来越突出，大气附面层是其中一个重要的因素。为了研究大气附面层对通信的影响，在机载激光通信试验中观察现象的基础上，从衍射光学理论着手，对试验中存在的附面层影响进行理论上探讨。研究结果表明：大气附面层对空间激光通信的影响，是在系统前附加一个焦距在-530 m的负透镜，造成系统焦距变化，光斑扩散，从而影响通信效果。这种影响可以通过在系统中增加补偿透镜的方式进行补偿，并进行了相应的补偿试验。试验结果表明：大气附面层对空间激光通信的影响，完全可以通过光学方法进行补偿，补偿效果满足空间通信要求，为以后机载空间激光通信的发展奠定了良好基础。

关键词: 通信技术, 空间激光通信, 附面层, 附加焦距, 补偿

Abstract: With the development of space laser communications technology, the atmospheric environment has a prominent effect on the airborne space laser communication, and the atmospheric boundary layer is one of the main influencing factors. To study the effect of atmospheric boundary layer on the communication, the influence of the boundary layer is discussed based on the airborne laser communications experiment and the theory of diffraction optics. The results show that the effect of atmospheric boundary layer on the space laser communications system is due to attaching a negative lens with focal length of -530 m in front of the system to cause the change of system focal length and the spot diffusion. The effect can be compensated by increasing a compensative lens in the system, and the corresponding compensation tests are carried out. The results show that the effect of the atmospheric boundary layer on the space laser communication can be compensated by optical method, and the compensation meets the requirements of space communication.

Key words: communication technology, space laser communication, boundary layer, additional focal length, compensation

中图分类号:

TN929.12

高天元，胡源，姜会林，王志坚. 机载空间激光通信大气附面层影响及补偿技术研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(12): 2278-2283.

GAO Tian-yuan, HU Yuan, JIANG Hui-lin, WANG Zhi-jian. The Effect of Atmosphere Boundary Layer on Airborne Space Laser Communication and Its Compensation Technology[J]. Acta Armamentarii, 2015, 36(12): 2278-2283.

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The Effect of Atmosphere Boundary Layer on Airborne Space Laser Communication and Its Compensation Technology

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