星间激光通信中四象限探测器的定位精度研究
2021-08-17李树德刘彩霞安建欣
光通信研究 2021年4期
李树德,刘彩霞,徐 林,安建欣,刘 政
(1.桂林航天工业学院 电子信息与自动化学院,广西 桂林 541004;2.中国电子科技集团公司第三十四研究所,广西 桂林 541004)
0 引 言
随着空间技术的发展,各类高带宽仪器在卫星上得到大量应用,使得对卫星信息传输量的需求呈指数级增长[1]。星间激光通信技术因其传输容量大、发射功率小和抗干扰能力强等诸多优点,正成为大容量和高码率卫星通信的理想选择。
由于星间激光通信距离远,激光发散角小,为建立可靠和稳定的通信链路,需要“捕获—对准—跟踪”(Acquisition Pointing and Tracking,APT)系统达到微弧度量级的跟踪精度才能完成。而精跟踪探测器的光斑定位精度决定着APT系统的最终跟踪精度[2],是通信链路建立的关键。从探测频段、探测带宽和性价比上来讲,四象限探测器(Four-Quadrant Detector,FQD)都是精跟踪探测器较为理想的选择[3]。因此,为了精确获取光斑的位置,有必要对FQD定位精度的误差分配进行详细地研究与分析。
针对FQD的定位误差问题,文献[4]用实验的方法确立了定位误差与输出电压的关系,但并未明确定位误差的来源;文献[5]具体分析了可能引起定位误差的噪声因素,但并未对影响程度进行评估;文献[6]针对大气激光通信分析了影响FQD定位精度的误差来源,但未考虑星间通信的情形。本文将结合星间光通信的实际,分析影响FQD定位精度的各类噪声因素,并从误差分析的角度给出具体的误差计算公式,最后通过算例评估各类因素对定位精度的影响程度。……
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