近地?zé)o線激光通信系統(tǒng)電學(xué)部分的研究及實(shí)驗(yàn).pdf

1、近地?zé)o線激光通信是指利用激光作為載波在近地空間進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)、圖像信息傳輸?shù)臒o線通信方式，又稱“自由空間激光通信”(Free Space Optical Communication)。該項(xiàng)技術(shù)具備抗干擾能力強(qiáng)；安全性好；設(shè)備體積小、重量輕；頻譜不受管制等突出優(yōu)點(diǎn)，是目前中短距寬帶應(yīng)用的新興解決方案。本課題針對目前國內(nèi)外FSO系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，力求設(shè)計(jì)并完成一套低成本、高帶寬的FSO通信端機(jī)，而本文的主要任務(wù)是根據(jù)課題對FSO系統(tǒng)的要求，分

2、析各個(gè)子系統(tǒng)的核心器件，并根據(jù)器件的電氣特性完成該FSO的電學(xué)部分。 本課題的無線激光通信系統(tǒng)主要由一套收發(fā)端機(jī)組成。單個(gè)端機(jī)主要由光學(xué)系統(tǒng)，信號收發(fā)系統(tǒng)以及對準(zhǔn)、捕獲和跟蹤系統(tǒng)組成。其中光學(xué)系統(tǒng)用來實(shí)現(xiàn)端機(jī)信號的空間傳輸，包括發(fā)射天線和接收天線兩個(gè)部分。發(fā)射端機(jī)采用了新型的半導(dǎo)體垂直腔面激光器VCSEL作為信號發(fā)射裝置，選用了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)芯片并設(shè)計(jì)完成VCSEL驅(qū)動(dòng)電路，完善的電路設(shè)計(jì)還可以實(shí)現(xiàn)芯片對激光器發(fā)射功率的監(jiān)控和調(diào)整以

3、及適當(dāng)?shù)臏囟妊a(bǔ)償。接收部分則采用了高增益的雪崩二極管APD作為微弱激光信號的接收器件，文章分析了APD的最佳倍增增益，并針對APD設(shè)計(jì)和完善了溫度監(jiān)測和反向電壓偏置電路。 針對FSO系統(tǒng)普遍存在的精確對準(zhǔn)和保持困難等問題，本文在詳細(xì)分析了預(yù)對準(zhǔn)、粗調(diào)、精調(diào)和跟蹤的實(shí)現(xiàn)方法后，設(shè)計(jì)了PAT子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。該系統(tǒng)采用了位置敏感探測器PSD作為位置誤差信息的獲取裝置，并采用了高反應(yīng)速度、高分辨率的快速傾斜鏡實(shí)時(shí)調(diào)整出射光束以重新對準(zhǔn)