一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法技术

本发明专利技术涉及一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法，它包括：S1、激光发射端通过发射口径发射出平顶光束到小卫星FSOC链路的接收端，并将平顶光束的光强分布与跟瞄误差随机位移相结合，得到平顶光束在接收端跟瞄误差下的光强分布；S2、根据对应接收口径上的光强分布计算得到接收功率、功率起伏概率密度函数、光通信系统链路中断概率、接收信噪比和平均误码率；S3、利用平均误码率增益对平顶光束相比高斯光束的性能增益进行量化评估。本发明专利技术提出的采用平顶光束在小卫星FSOC链路中使用的方法，相比高斯光束确实降低了中断概率和平均误码率，提高了通信链路性能，并且可获得较大的平均误码率增益，改善了跟瞄误差对小卫星自由空间光通信性能的影响。

A method to improve the effect of tracking and pointing error on small satellite free space optical communication

【技术实现步骤摘要】
一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法
本专利技术涉及激光通信
，尤其涉及一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法。
技术介绍
小卫星具有低成本、高性能、高可靠性的优点，其被认为是空间工业中的一种颠覆性技术。并且，小卫星的在轨试验也已经成功实施。与射频通信相比，自由空间光通信(FSOC)具有传输效率高、体积小、重量轻、低功耗和高频谱效率等特性，对满足快速增长的小卫星通信需求具有重要意义。因此，许多研究和演示都基于小卫星的FSOC链路。然而，由于受到负载容量和部件性能的限制，小卫星FSOC链路间的跟瞄误差较大。小卫星FSOC链路的粗指向主要依赖于卫星姿态控制系统来替代传统FSOC中的重型万向节；精指向主要依赖于基于微机电系统(MEMS)的低精度、小尺寸的快反镜(FSM)来替代传统FSOC中的基于压电陶瓷换能器(PZT)的高精度FSM。为便于小卫星FSOC链路的建立，高斯光束发散角从数十μrad增加到了数百μrad。此时，FSOC链路的尺寸、重量、功耗可以满足小卫星的要求，但其跟瞄误差也增加到了数十μrad，相比传统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法，其特征在于：它包括以下内容：/nS1、激光发射端通过发射口径发射出平顶光束到小卫星FSOC链路的接收端，并将平顶光束的光强分布与跟瞄误差随机位移相结合，得到所述平顶光束在所述接收端跟瞄误差下的光强分布；/nS2、根据对应接收口径上的光强分布计算得到接收功率、功率起伏概率密度函数、光通信系统链路中断概率、接收信噪比和平均误码率；/nS3、利用平均误码率增益对所述平顶光束相比高斯光束的性能增益进行量化评估。/n

【技术特征摘要】
1.一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法，其特征在于：它包括以下内容：
S1、激光发射端通过发射口径发射出平顶光束到小卫星FSOC链路的接收端，并将平顶光束的光强分布与跟瞄误差随机位移相结合，得到所述平顶光束在所述接收端跟瞄误差下的光强分布；
S2、根据对应接收口径上的光强分布计算得到接收功率、功率起伏概率密度函数、光通信系统链路中断概率、接收信噪比和平均误码率；
S3、利用平均误码率增益对所述平顶光束相比高斯光束的性能增益进行量化评估。


2.根据权利要求1所述的一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法，其特征在于：所述平顶光束的光场分布是通过M个不同发射半径的高斯光束光场叠加得到的，其中，M表示平顶光束的阶数，AF表示平顶光束的光场幅值，Vm(x,y,L)表示第m个高斯光束的光场分布。


3.根据权利要求2所述的一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法，其特征在于：所述平顶光束的光场分布乘以其共轭，可以得到平顶光束在所述接收端的光强分布


4.根据权利要求1所述的一种改善跟瞄误差对小卫星自由空间光通信影响的方法，其特征在于：所述平顶光束在跟瞄误差下的光强分布表示为：I′F(x,y,L)＝IF(x-rx,y-ry,L)，其中，rx＝βxL表示跟瞄误差引起的水平方向位移量，ry＝βyL表示跟瞄误差引起的垂直方向位移量。


5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋大钢，胡志蒙，刘昕，朱彬，邓科，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51