基于逆向调制反射器的星间激光通信系统设计
2021-12-31贾艳梅吕从民申鹏飞
贾艳梅, 吕从民, 申鹏飞, 路 璐*
(1.中国科学院大学, 北京 100049; 2.中国科学院空间应用工程与技术中心, 北京 100094)
1 引言
微小卫星编队为军民两用的导航、通信、遥感和科学研究等提供了可能,可用于重力测绘、跟踪森林火灾、寻找水源等方面。 通过星间链路把多颗小卫星互联在一起形成快速响应、信息共享及实时数据交换空间通信网络,可有效综合利用每颗卫星的信息,是编队小卫星星间协作的一项关键技术[1-2]。 微小卫星集群可提供低延迟、低成本、高速度和高可靠服务。
空间激光通信具有无频率资源限制、宽带宽、高速率、抗干扰的特点,成为未来小卫星星间、星地链路的重要途径[3-5]。 微小卫星要求载荷具有低SWaP(Size,Weight and Power)值,星间激光通信相对较低的SWaP 值适用于微小卫星星间、星地数传需求。 微小卫星间通过激光通信方式进行互联,可构建激光通信网络。 世界各国都在大力发展适用于微小卫星互联的激光通信终端,如OCSD[6-7],ClICK[8],VSOTA[9],FITSAT[10]及国内航天科工集团行云T5。 但这些小型激光通信终端高度依赖于小型卫星平台完成指向,需要复杂的光机设计和实时修正光轴摆动偏差,并且不能满足激光通信网络一点对多点的通信需求。
激光逆向调制反射技术是一种非对称激光通信链路,与传统激光通信不同的是,逆向调制反射器(Modulated Retro Reflector, MRR)仅需要一端的瞄准捕获跟踪(Pointing, Acquisition and Tracking, PAT),另一端是角反射器或具有猫眼效应的逆向调制反射系统[11-12]。 逆向调制反射器较传统激光通信终端具有更低的SWaP 值,相对微波通信可提供更高速率,对卫星平台本身的要求不高。……
