大气相干激光通信的中断概率和信道容量研究

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作者 周海军 张晓 +1 位作者 林贻翔 秦杰 《重庆邮电大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2024年第1期153-158,共6页

针对大气相干激光通信常受到信道衰减、大气湍流和指向误差等效应影响的问题,分析在这些复合效应下的大气信道的衰落分布模型,求出中断概率和信道容量的闭合解。研究得出,一方面,虽然指向误差恶化了相干激光通信系统的中断性能和信道容... 针对大气相干激光通信常受到信道衰减、大气湍流和指向误差等效应影响的问题,分析在这些复合效应下的大气信道的衰落分布模型,求出中断概率和信道容量的闭合解。研究得出,一方面,虽然指向误差恶化了相干激光通信系统的中断性能和信道容量,但是通过将指向精度控制在ξ=1.4量级可明显降低其影响;另一方面,虽然高阶数的自适应光学补偿能更好地抑制大气湍流引入的光相位畸变,但是较低阶数(J=3)的自适应光学补偿可明显改善中断概率和信道容量。为了实现高可靠、大容量的大气相干激光通信,在系统设计时需联合考虑低阶自适应光学补偿和高精度光束指向、跟踪。 展开更多

关键词 相干激光通信 大气湍流 自适应光学 中断概率 信道容量

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空间光通信中GPS辅助快速捕获对准技术 被引量：7

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作者 姜茹 艾勇 +3 位作者 单欣 林贻翔 刘敏 周正人 《光通信技术》 北大核心 2015年第4期47-49,共3页

基于GPS坐标解算空间光通信终端初始对准的方位角和俯仰角,实现了信标光的快速捕获对准。给出了GPS坐标解算算法,根据解算得到的角度和自身姿态信息计算二维转台的指向角,以此驱动转台快速指向目标。测试了不同调整角度的初始对准误差... 基于GPS坐标解算空间光通信终端初始对准的方位角和俯仰角,实现了信标光的快速捕获对准。给出了GPS坐标解算算法,根据解算得到的角度和自身姿态信息计算二维转台的指向角,以此驱动转台快速指向目标。测试了不同调整角度的初始对准误差和时间。进行了外场捕获对准实验,并对实验数据进行了分析,结果表明该系统可以用于快速建立空间激光通信链路。 展开更多

关键词 空间光通信 GPS 快速捕获对准 坐标转换

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空间光通信粗跟踪系统卡尔曼预测控制技术研究 被引量：2

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作者 肖永军 左韬 林贻翔 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1020-1022,1035,共4页

以仿真转台运动模拟光电目标,基于双DSP处理器和精密的机械转台搭建了空间光通信二维实验演示系统。软件上基于TMS320F2812处理器实现了卡尔曼预测控制算法,将该算法与常规的PID经典控制相比较,并进行了卡尔曼预测控制算法验证实验研究... 以仿真转台运动模拟光电目标,基于双DSP处理器和精密的机械转台搭建了空间光通信二维实验演示系统。软件上基于TMS320F2812处理器实现了卡尔曼预测控制算法,将该算法与常规的PID经典控制相比较,并进行了卡尔曼预测控制算法验证实验研究。实验结果表明:相比于常规的PID算法,在保证足够的系统采样点数,卡尔曼预测控制具有较好的控制效果。 展开更多

关键词 空间光通信 ATP系统 跟踪控制 预测控制算法

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一种频率特性测试仪的设计 被引量：6

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作者 徐玲 林贻翔 邓震宇 《电子设计工程》 2011年第6期72-74,共3页

以单片机89C51和可编程逻辑器件(FPGA)为控制中心,设计了一个频率特性测试仪,用于测试某一特定网络的频率响应特性。本系统的主要特点是由FPGA驱动多种串行芯片,在精简了系统电路结构的同时也不影响程序的效率。其中扫频信号由AD9851的... 以单片机89C51和可编程逻辑器件(FPGA)为控制中心,设计了一个频率特性测试仪,用于测试某一特定网络的频率响应特性。本系统的主要特点是由FPGA驱动多种串行芯片,在精简了系统电路结构的同时也不影响程序的效率。其中扫频信号由AD9851的串行方式产生,扩展了频率范围及稳定性。幅度测量由有效值采样芯片AD637和10位串行A/D转换器TLV1544配合实现,相位测量采用计数法实现。频率特性曲线由12位串行双D/A转换器TLV5638输出,并经示波器显示出来。本系统幅度测量精度达到5%,相位测量精度达到1°。 展开更多

关键词 扫频信号 幅度测量 相位测量 串行芯片

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基于目标预测跟踪技术的空间光通信实验研究 被引量：2

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作者 肖永军 左韬 林贻翔 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第8期30-32,共3页

在空间光通信系统中,针对信标光在探测器焦平面中成像的像素数太小而导致信标光提取难度较大问题,提出采用目标预测跟踪算法实现信标光质心提取。详细介绍了基于预测跟踪的算法实现步骤及其软件实现流程,并在搭建的演示实验系统上进行... 在空间光通信系统中,针对信标光在探测器焦平面中成像的像素数太小而导致信标光提取难度较大问题,提出采用目标预测跟踪算法实现信标光质心提取。详细介绍了基于预测跟踪的算法实现步骤及其软件实现流程,并在搭建的演示实验系统上进行了验证性实验。 展开更多

关键词 空间光通信 目标预测跟踪 质心提取 背景噪声

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空间光-多模光纤的单模耦合效率分析 被引量：3

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作者 吴世奇 林贻翔 +1 位作者 牟冉 陈晶 《光通信技术》 北大核心 2019年第1期32-36,共5页

在空间光前置放大和外差探测应用中,单模光纤耦合是空间光通信的关键技术之一。由于多模光纤在短距离内可以实现近似单模传输,在特定条件下采用多模光纤作为耦合光纤,可兼顾单模和多模应用,提高光耦合效率。利用多层相位屏和光束传输法... 在空间光前置放大和外差探测应用中,单模光纤耦合是空间光通信的关键技术之一。由于多模光纤在短距离内可以实现近似单模传输,在特定条件下采用多模光纤作为耦合光纤,可兼顾单模和多模应用,提高光耦合效率。利用多层相位屏和光束传输法研究多模光纤中的传输特性。采用模式匹配法计算多模光纤耦合光场与基模光场耦合效率η。仿真结果表明:大气湍流强度参数D/r0=1、5、10时,η随多模光纤长度呈周期变化,峰值可以达到单模光纤直接耦合值的2～3.5倍;控制多模光纤的传输距离,可以获得最大值η,使多模光纤适用于相干光通信等单模应用中。 展开更多

关键词 空间光-多模光纤耦合 大气湍流 耦合效率 光束传输法

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空间光通信光电目标快速捕获系统设计 被引量：2

7

作者 肖永军 林贻翔 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2012年第12期42-44,共3页

提出采用GPS辅助APT系统完成目标捕获,并建立目标快速捕获系统,系统以Cortex-M3单片机为控制核心,采用GPS进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM网进行无线传输。采用该系统进行了固定点以及模拟仿真目标的捕获实验,结果表... 提出采用GPS辅助APT系统完成目标捕获,并建立目标快速捕获系统,系统以Cortex-M3单片机为控制核心,采用GPS进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM网进行无线传输。采用该系统进行了固定点以及模拟仿真目标的捕获实验,结果表明:对于固定点捕获,捕获概率为100%,同时也降低了捕获时间。 展开更多

关键词 快速捕获 捕获概率 水平和俯仰基准角

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光电目标快速捕获系统设计及其实验研究 被引量：1

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作者 肖永军 林贻翔 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期2312-2317,共6页

在空间光通信系统中,终端平台目标光的捕获技术是通信链路建立的一项关键技术。考虑到传统的扫描捕获方式,系统捕获概率低、且耗时长,不利于通讯系统链路建立,因此提出采用GPS进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM网进行... 在空间光通信系统中,终端平台目标光的捕获技术是通信链路建立的一项关键技术。考虑到传统的扫描捕获方式,系统捕获概率低、且耗时长,不利于通讯系统链路建立,因此提出采用GPS进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM网进行无线传输,进而辅助APT系统完成目标捕获的终端技术,并建立了目标快速捕获系统。基于该系统开展了多项实验研究,结果表明:对于固定点捕获,概率可达100%;对于模拟目标运动捕获,当模拟转速增大时,捕获平均时间增大,捕获概率降低,但仍然能维持在60%之上;对于低速动态捕获,也能较好地完成系统链路建立需求。 展开更多

关键词 快速捕获系统 捕获概率 水平和俯仰基准角

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神经网络非线性智能控制在光电跟踪系统中的应用 被引量：11

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作者 林贻翔 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2949-2955,共7页

针对伺服系统中非线性力矩干扰导致光束跟踪性能下降的问题,采用神经网络算法实现光电跟踪系统的非线性控制。分析了径向基函数神经网络监督控制算法应用于光电跟踪系统的优势,设计了光束跟踪实验,数据显示神经网络能够智能输出非线性... 针对伺服系统中非线性力矩干扰导致光束跟踪性能下降的问题,采用神经网络算法实现光电跟踪系统的非线性控制。分析了径向基函数神经网络监督控制算法应用于光电跟踪系统的优势,设计了光束跟踪实验,数据显示神经网络能够智能输出非线性控制量抑制摩擦力矩干扰,提高光束跟踪性能,对幅度3°、频率在1Hz以内的光束扰动抑制比达到-28^-51dB,比初始未优化的PID控制提高15dB以上。实验结果表明,神经网络算法可以自动建立反馈量与控制量的非线性映射,适用于复杂系统的非线性控制。 展开更多

关键词 光束跟踪 神经网络 非线性控制 智能控制

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基于单片机的光电目标快速捕获系统设计

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作者 肖永军 左韬 林贻翔 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期654-657,共4页

在空间光通信系统中,终端平台目标光的捕获技术是通信链路建立的一项关键技术。对于传统的扫描捕获方式,由于探测器等各种误差存在以及不确定区域的影响,导致系统捕获概率较低,且时间较长,最终导致空间光通信系统链路建立困难。基于此,... 在空间光通信系统中,终端平台目标光的捕获技术是通信链路建立的一项关键技术。对于传统的扫描捕获方式,由于探测器等各种误差存在以及不确定区域的影响,导致系统捕获概率较低,且时间较长,最终导致空间光通信系统链路建立困难。基于此,提出采用GPS辅助APT系统完成目标捕获,并建立目标快速捕获系统,系统以Cortex-M3单片机为控制核心,采用GPS进行目标快速定位,搭配水平和俯仰基准传感器,利用GSM网进行无线传输。采用该系统进行了固定点捕获实验,结果验证了上述方法的有效性。 展开更多

关键词 自动控制技术 快速捕获 捕获概率 水平和俯仰基准角

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空间光通信精跟踪系统电路接口板设计

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作者 肖永军 左韬 林贻翔 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第7期53-55,共3页

介绍了空间光通信精跟踪系统,提出了系统接口电路板的设计及扩展需求,进而设计了精跟踪系统接口电路板,并详细讨论了图像采集模块和DA模块的设计。上电测试了电路板接口板的相关功能,测试结果表明,CMOS相机输出时钟以及同步信号正常,DA... 介绍了空间光通信精跟踪系统,提出了系统接口电路板的设计及扩展需求,进而设计了精跟踪系统接口电路板,并详细讨论了图像采集模块和DA模块的设计。上电测试了电路板接口板的相关功能,测试结果表明,CMOS相机输出时钟以及同步信号正常,DA模块工作正常,验证了设计的有效性。 展开更多

关键词 空间光通信 精跟踪 系统接口板 CMOS相机

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基于弹性形变摩擦力的光学天线伺服系统建模

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作者 林贻翔 吴世奇 《半导体光电》 CAS 北大核心 2023年第1期103-108,127,共7页

提出了一种弹性形变摩擦力模型,用于描述光学天线伺服系统的非线性效应。弹性形变摩擦力模型将摩擦力表示为相对运动物体表面接触形变产生的弹性力,与Stribeck模型相比,弹性形变在相对运动过程中连续变化,消除了零速度摩擦力不连续性,与... 提出了一种弹性形变摩擦力模型,用于描述光学天线伺服系统的非线性效应。弹性形变摩擦力模型将摩擦力表示为相对运动物体表面接触形变产生的弹性力,与Stribeck模型相比,弹性形变在相对运动过程中连续变化,消除了零速度摩擦力不连续性,与LuGre模型相比,参数较少且无需求解微分方程,降低了模型辨识难度。以伺服系统模型输出速度与实测输出速度的误差平方和为评价函数,采用遗传算法辨识基于三种摩擦力模型的伺服系统参数。实验结果表明:在相同的遗传进化迭代次数下,弹性形变摩擦力模型精度比Stribeck模型提高2.3倍,比LuGre模型提高4.6倍。验证了弹性形变摩擦力模型用于伺服系统非线性建模的可行性。 展开更多

关键词 非线性模型 摩擦力 光学天线 遗传算法 弹性形变

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液晶多波束光学相控阵技术 被引量：2

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作者 林贻翔 《光通信技术》 北大核心 2018年第9期47-50,共4页

为了适应无线激光通信技术发展对小型化、非机械式光束扫描设备的要求,研究了液晶多波束光学相控阵技术。首先利用角谱理论推导了光学相控阵光束偏转原理,然后搭建了基于液晶空间光调制器的相控阵光束扫描系统,实现了θ=0～2.8947°... 为了适应无线激光通信技术发展对小型化、非机械式光束扫描设备的要求,研究了液晶多波束光学相控阵技术。首先利用角谱理论推导了光学相控阵光束偏转原理,然后搭建了基于液晶空间光调制器的相控阵光束扫描系统,实现了θ=0～2.8947°、φ=0～360°的二维光束偏转,最后采用部分孔径法实现了多波束控制。验证了液晶空间光调制器用于多波束光学相控阵的可行性。 展开更多

关键词 液晶空间光调制器 光学相控阵 多波束

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高效率音频功率放大器的设计 被引量：3

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作者 刘瑞华 徐玲 +2 位作者 邓震宇 林贻翔 戴永珊 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2011年第8期103-107,共5页

以D类放大器的原理为基础,设计了一个高效率音频功率放大器,用于对通频带范围为0.002～20 kHz的音频信号进行功率放大。功率放大部分采用+5 V单电源供电,主要由前置放大模块、三角波产生模块、比较器模块、驱动模块、H桥互补对称输出模... 以D类放大器的原理为基础,设计了一个高效率音频功率放大器,用于对通频带范围为0.002～20 kHz的音频信号进行功率放大。功率放大部分采用+5 V单电源供电,主要由前置放大模块、三角波产生模块、比较器模块、驱动模块、H桥互补对称输出模块构成。整个功放电压放大倍数1～90倍连续可调,效率可达82.0%。在8Ω负载上,最大输出功率为1.24 W,输出波形几乎无失真。系统可测量放大器输出功率并实时显示出来,精度优于4%。此外,还增加了过流保护的功能,负载短路时自动切断功放电源。该音频功率放大器由于其高效率和低耗电的特点在实际中有很好的应用前景。 展开更多

关键词 音频功率放大 D类放大器 高效率 过流保护 实时显示输出功率

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RBF神经网络在光通信粗跟踪系统中的应用 被引量：1

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作者 郑纳川 艾勇 +1 位作者 林贻翔 陈晶 《光通信技术》 北大核心 2017年第11期20-22,共3页

针对无线光通信系统中的非线性与时变不确定性而导致的通信不稳定,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的PID智能控制策略作为粗跟踪的控制方法。介绍了光电跟瞄系统原理,在建立系统模型框图后引入了RBF神经网络监督控制结构,并通过实... 针对无线光通信系统中的非线性与时变不确定性而导致的通信不稳定,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的PID智能控制策略作为粗跟踪的控制方法。介绍了光电跟瞄系统原理,在建立系统模型框图后引入了RBF神经网络监督控制结构,并通过实验平台验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 光通信 粗跟踪 PI D控制 RBF神经网络

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船-岸无线激光通信实验 被引量：5

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作者 林贻翔 艾勇 +1 位作者 单欣 刘宏阳 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期478-484,共7页

针对船载平台的特性设计了激光光束跟踪控制策略,并根据船-岸激光通信的特点,设计了155Mbit/s岸上通信终端和船载通信终端完成船-岸激光通信跟踪实验。其中船载终端x轴跟踪残差为3.5μrad(σ),y轴为6.7μrad(σ);平均接收光功率为-29.76... 针对船载平台的特性设计了激光光束跟踪控制策略,并根据船-岸激光通信的特点,设计了155Mbit/s岸上通信终端和船载通信终端完成船-岸激光通信跟踪实验。其中船载终端x轴跟踪残差为3.5μrad(σ),y轴为6.7μrad(σ);平均接收光功率为-29.76dbm,标准差0.35dbm。岸上终端x轴跟踪残差为1.7μrad(σ),y轴为3.9μrad(σ);平均接收光功率为-28.18dbm,标准差0.26dbm。实验验证了该跟踪控制策略适用于船载激光通信。 展开更多

关键词 船载平台 无线激光通信 跟踪 PID控制

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无人机动态目标的快速捕获跟踪演示实验

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作者 单欣 刘敏 +3 位作者 林贻翔 郑纳川 曾庆武 艾勇 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期510-518,共9页

为了实现对机载移动目标的快速捕获和粗跟踪瞄准,设计了粗跟踪演示系统,完成了外场飞行实验的初步验证。本文系统利用GPS数据完成对目标的捕获,通过对姿态数据的校正,方位误差降到0.60°(1σ),俯仰误差降到0.40°(1σ),有效缩... 为了实现对机载移动目标的快速捕获和粗跟踪瞄准,设计了粗跟踪演示系统,完成了外场飞行实验的初步验证。本文系统利用GPS数据完成对目标的捕获,通过对姿态数据的校正,方位误差降到0.60°(1σ),俯仰误差降到0.40°(1σ),有效缩小了不确定区域;系统还对跟踪算法进行了优化改进,利用分段式函数等效非线性调整函数,有效解决动态目标跟踪时快速调整和超调之间的矛盾。飞行实验表明,本文的粗跟踪演示系统的捕获时间优于10s,粗跟踪精度优于480μrad,为精跟踪子系统实现最终的目标精确跟踪瞄准提供了有利条件,实验结果验证了该系统用于激光通信链路快速建立的可行性。 展开更多

关键词 激光通信 快速捕获 GPS 粗跟踪 PID控制 非线性调整

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