基于液晶光學(xué)相控陣的多終端接入方法研究.pdf

1、空間激光通信相比于傳統(tǒng)的微波通信具有更高的傳輸速率和更強(qiáng)的抗干擾能力，這些特點(diǎn)使得空間激光通信是未來星地、星間高碼率通信的最佳解決方案。然而目前空間激光通信的研究仍處于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信模式，在空間激光通信、組網(wǎng)過程中，為實(shí)現(xiàn)一顆衛(wèi)星能與多顆衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分發(fā)、路由、交換等組網(wǎng)功能，需要對(duì)一顆衛(wèi)星終端與多顆衛(wèi)星終端的物理光束接入進(jìn)行研究。本文基于液晶光學(xué)相控陣多波束生成能力和多波束賦形的理論基礎(chǔ)，對(duì)空間激光通信捕跟過程中存在的多終端物理接入方法

2、進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　1）分析了液晶光學(xué)相控陣的基本理論，對(duì)液晶的彈性體理論、指向矢分布、電控雙折射效應(yīng)進(jìn)行了深入研究。在此基礎(chǔ)上并結(jié)合相控陣?yán)走_(dá)多波束形成理論，提出了兩種基于液晶光學(xué)相控陣的多波束生成結(jié)構(gòu)：相鄰子陣的多波束結(jié)構(gòu)和交叉子陣的多波束結(jié)構(gòu)。并且假設(shè)在生成四個(gè)波束的條件下，對(duì)這兩種結(jié)構(gòu)下多波束生成的性能進(jìn)行了仿真分析及對(duì)比。
　　2）設(shè)計(jì)一種基于主副支路的多終端接入模型，推導(dǎo)在該模型中，到達(dá)角、控制角

3、、光束出射角滿足的線性關(guān)系。該模型的核心方法是利用液晶光學(xué)相控陣的多波束生成與控制能力實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)終端的接入。在該模型中，副支路中的LC-OPA分為兩個(gè)區(qū)域來處理新接入的終端，將獲取到的位置信息數(shù)據(jù)共享到主支路，由主支路對(duì)于這些信息進(jìn)行校正處理。然后本文針對(duì)該多終端接入方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，對(duì)光束在遠(yuǎn)場光斑的位置信息以及接入過程中的衍射效率和能量損耗情況進(jìn)行仿真來驗(yàn)證該方案是否滿足空間激光通信終端接入要求。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)接入過程中的衍射效率大