——基于激光天线语音通信系统的研制.htm

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            class=main1>光学设计考虑：为了满足空间通信对天线的要求，笔者选择卡塞格伦天线。主要包括：抛物面初级反射镜；双曲线次级反射镜；聚焦镜，使成像在天线结构的外部。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">（2）性能分析</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">假设光源电场强度满足高斯幅度分布，即</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px"><IMG height=82 
            src="——基于激光天线语音通信系统的研制.files/19c.gif" width=442 border=0></P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">其中，<FONT 
            face=Arial>ω</FONT>为光腰大小，R表示曲率半径。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">利用非涅尔近似场区的辐射定律以及天线增益定义，得到观测点(r，<FONT 
            face=Arial>θ)</FONT>处的天线增益值：</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px"><IMG height=59 
            src="——基于激光天线语音通信系统的研制.files/19d.gif" width=401 border=0></P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">其中，</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px"><IMG height=102 
            src="——基于激光天线语音通信系统的研制.files/19e.gif" width=529 border=0></P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">定义：</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px"><FONT 
            face=Arial>α=a/ω,γ=b/a,X=kasinθ,β=(ka2/2)[(1/r)+(1/R)]</FONT></P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">次级反射镜的遮挡率，天线的误指向效应以及光学天线的桁架对天线增益都有较大影响。此外，对接收无线的增益，检测方式也有较大影响。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">在光学设计时，为了满足空间通信对天线的要求，光发射天线系统如图3（a）所示，它由半导体激光器和设置于其光路上的发射镜构成。光接收天线系统如3（b）所示，主要由校正镜、校正镜2次镜胶合镜、主镜、滤光片、聚光镜胶合镜和滤光片聚光镜、探测器等组成。其中，探测器采用SI-PIN 
            GT101型复合光电二极管完成光信号转换为相应的电信号。该器件在反向偏置条件下工作，当光照时，半导体吸收光，在耗尽层或离耗尽层一个扩散长度内产生电子空穴时，最后被电场分开。当载流子漂移通过耗尽层时，在外部电路中形成电流，从而实现光电转换。<BR><BR><B><A 
            href="http://www.21ic.com/info/images/aet/200307/19g.gif">图4 
            激光无线通信（发送器）原理图</A></B><BR><BR></SPAN>&nbsp;&nbsp;&nbsp; <SPAN 
            class=main1>2.3 主要电路设计</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">·电源电路选用了集成稳压器。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">·前置处理电路主要包括前置放大器和功率放大器两部分。经内调制转换的电信号通常比较微弱，需经前置放大电路将前级电路的输出电压放大。故前置处理器质量的优劣，在很大程序上标志着系统整体的音质水平。即前置处理器与功率放大器的选择对于本系统非常重要。本系统采用集成芯片NE5532作为前置放大器，LA4101作为功率放大器。同时，为获得较好的效果，减小干扰，在信号输入前置放大器之前，设计了高通滤波器。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">·调制电路对光源进行调制的方法有若干扰，但从光源与调制器之间的关系可分：光源的内调制、光源的外调制。本系统采用了光源的内调制方式。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">·功率放大电路因光电探测器的电信号较弱，需经功率放大器放大电压信号，产生足够的不失真的输出功率，以推动扬声器发音。放大器的种类较多，本系统采用集成电路功率放大器LA4101。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">上述设计的发射电路如图4所示，接收电路如图5所示。<BR><BR><B><A 
            href="http://www.21ic.com/info/images/aet/200307/19h.gif">图5 
            激光无线通信（接受器）原理图</A></B><BR><BR><B>3 试验样机及结论</B></P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">在上述设计思想指导下，完成了一个5km的激光无线大气通信机试制。通信光源采用波长为0.885<FONT 
            face=Arial>μm</FONT>的半导体单模量子阱激光器 ，用芯径为200<FONT 
            face=Arial>μm</FONT>的光纤耦合，出纤光功率为200mW。光天线发射/接收望远镜的通光孔径为<FONT 
            face=Arial>φ110mm</FONT>，激光远场发射角为1.5mrad，接收视场角为3mrad。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">本系统兼容128/256/512/1024/2048kbps速率，并具有AMI及HDB3，码两种接口功能。该系统已进行了户外开通试验。将其设备分别设在相距约5km的两栋高楼之间（要求视距无遮挡），进行了长达360h的开通试验，其中经历了大雾、大雨、小雨、晴天等天气变化。试验结果表明，除能见度极你的大雾天气外，通信系统都能正常工作，通话质量良好。该个有以下优点：</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">（1）具有双工位功能；</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">（2）可实现单对多的多通道通信；</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">（3）通过光学望远镜检测发射部分与接收部分之间的对正情况；</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">（4）结构简单，携带方便；</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">（5）具有与光纤通信接口，适用范围广，特别适用于两河对岸、高山之间、高层建筑之间的无线通信；</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">该系统性能好，传输速率为155Mbps，误码率低于10-8，平视通信距离不小于5km。 
            </SPAN></P>
            <P></P></DIV></TD></TR>
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                <TD width=75>
                  <P>【<A 
                  href="http://www.21ic.com/new_info/news/review.asp?title=基于激光天线语音通信系统的研制target=" 
                  _blank?>发表评论</A>】</P></TD>
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                <TD width=79>【<A 
                  href="http://www.21ic.com/new_info/news/sendmail.asp?num=基于激光天线语音通信系统的研制">推荐</A>】</TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR>
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