基本信息
- 项目名称：
- 基于LabVIEW的信标光探测仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 根据激光通信的实际需求，对各种信标光探测器的探测机理进行具体分析，设计了基于虚拟仪器技术的精信标光探测器性能测试系统。
- 详细介绍：
- 激光通信技术是当今世界应用最广泛的一个高新技术领域，同时也是推动全球信息通信业发展的主要驱动力量。快速、精确的捕获、瞄准和跟踪（APT：Acquisition Pointing and Tracking）技术是保证实现空间远距离激光通信的核心。信标光探测器是APT系统的重要组成部分，一般选用电荷耦合器件(CCD)、四象限探测器(QD)或位置敏感器件(PSD)，它们的共同特点是信标光成像光斑能被量化，但是这些探测器的探测机理均不同，有必要对其进行深入研究。 本文根据激光通信的实际需求，对各种信标光探测器的探测机理进行具体分析，设计了基于虚拟仪器技术的精信标光探测器性能测试系统。应用虚拟仪器软件平台将数据采集、分析与处理功能集中在同一个环境之中，通过大量的实验，对各类信标光探测器在自由空间激光通信和大气激光通信中的探测性能进行了比较，提出了信标光探测器的选用原则, 具有一定的实际运用意义。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 对激光武器和大气激光通信系统或者其它以被动或主动激光目标跟踪为目标的控制系统来说，一个高精度（rad量级）的目标捕获、瞄准和跟踪系统(APT—acquiring、pointing and tracking）是必不可少的。 基本思路: 本设计根据激光通信的实际需求，对各种信标光探测器的探测机理进行具体分析，设计基于虚拟仪器技术的精信标光探测器性能测试系统。应用虚拟仪器软件平台将数据采集、分析与处理功能集中在同一个环境之中，通过大量的实验，对各类信标光探测器的探测性能进行比较，完成光通信信标光探测仪的设计。 创新点： 虚拟仪器技术，自适光学技术。 技术关键： 提高探测器探测能力，克服大气影响，快速的数据及图像采集。 主要技术指标： 激光波长： 530nm、800～900nm、1550nm。 作用距离： 4-40Km； 光束定位精度： 2rad（rms）。
科学性、先进性
- 集成化、智能化、多功能化综合测试，系统可应用于自由空间激光通信及大气激光通信的信标光探测； 多通道、快速的数据与图像采集及并行处理技术； 利用探测器实现激光光斑质心的精确定位，同时对入射激光束进行精确定位，定位精度优于2rad（rms）； 针对大气湍流对光斑形状的影响，采用激光光斑多点积分技术，对激光光斑图像进行多通道并行采样和处理，实现定位数据的快速分析与结果输出。
获奖情况及鉴定结果
- 无。
作品所处阶段
- 实验室阶段。
技术转让方式
- 无。
作品可展示的形式
- 文字。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 目前，在现代化军事指挥系统、野战网的联结、空间机群指挥等系统中开始逐步采用具有APT（捕获、瞄准和跟踪）技术的空间激光通信技术。由于上述APT系统的活动空间是在大气层中，因此在其工作过程中不可避免地要遇到大气信道及其产生的湍流问题，因此采用一定的技术手段，提高机载跟踪平台跟踪性能的成为当务之急，国内外的稳定和跟踪平台研究单位都在积极研究此项课题。
同类课题研究水平概述
- 国外： 美国的Astor Terra公司和Terex公司分别在多个城市进行了大气能见度的监测，在海岛之间、城市之间建立了大气激光通信实验链路，英国也在伦敦市中心建立了几条大气激光通信实验链路，进行大气信道系统研究，日本则在卫星与地面、飞机与地面间进行了光通信实验, 取得了上行下行链路光束传播特性、通信特性、地球背景光特性等宝贵资料。目前世界上主要的研究机构有：美国国家航空航天局、美国空军、以及由其支持的麻省理工学院林肯实验室、加州理工学院喷气推进实验室、Astor Terra公司等；欧洲空间局通信部；日本宇宙开发事业团、日本邮政省通信研究实验室、高级长途通信研究所等。 国内: 和国际上相比，我国大气激光通信技术的实用化发展相对滞后，技术研究与理论研究相对脱节，实际大气中的光通信链路研究少之甚少，而这对于我国大气激光通信的实用化进程显然是很重要和很有帮助的，它对光通信系统的设计、优化系统性能有很大的帮助和一定的实际指导意义。 未来的大气激光通信在原有技术的基础上，将重点研究以下几个方面的内容： (1) 大功率激光器技术的研究。主要包括：CO2激光器、半导体激光器和二极管泵浦的Nd：YAG激光器； (2) 空间目标的捕获、瞄准、跟踪技术； (3) 高速率激光调制与高灵敏度激光接收技术； (4) 大气环境对激光通信系统的影响及解决方法。
