毕业论文网
这篇激光通信论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
激光通信测距与应用
【摘 要】 激光具有亮度高、方向性好、单色性好、相干性好的特点,其应用范围非常广泛,涵盖工业、医学、国防、环境监测等各个领域.激光通信测距的发展有助于通信、军事和航天事业的发展,有着广阔的发展前景.本文首先介绍了激光的产生和特点,然后对我国激光通信测距技术的发展现状进行了分析,最后从连续波激光测距和脉冲激光测距两个方面分析了激光通信测距的具体应用.
【关键词】 激光通信测距 发展 应用
前言：激光通信技术目前已是公认的轨道间、LEO 星座等之间数据进行超高速传输的一种方式,该技术不仅容量大、体积小,而且功耗低且抗干扰性很强.测量卫星间的相对位置方式有多种,比如微波雷达、地面监测网和激光测距等.激光系统的逐步完善能有效给飞行器之间提供定位和通信等技术手段,但目前受空间条件的制约,要求设备能同时进行多项任务工作,用以降低功耗,缩小体积,从而提升激光系统的总体性价比.当然,随着测距以及激光通信要求的不断提高,在未来发展中,激光通信测距一体技术将会是其主要发展趋势.
一、激光的产生及特点
激光是运用外在能量（热能、光能、电能等）对物质进行激励,从而让物质产生受激辐射形成一种特殊光.也就是说,当原子已处在某一激发的状态时,再受到入射光子的刺激,那么该原子将会朝低能级进行跃迁,而在这一过程中,所发出的光子无论是在发射方向、偏振方向、相位方向上,还是在发射频率上都与入射光子相同.此种情况下因产生受激辐射,入射光子将会由一个变为两个,再由两个变为四个,出现成倍增长趋势,相同性能的光子将会迅速增加,让光出现加速,从而形成激光.
激光的特点主要有：1）亮度高.激光能量达到了高度集中状态,而且发射能量很强,因此,其亮度非常高,是普通光源的亿万倍.2）方向性好.激光在发射之后其发散角十分窄,它在射出20km 后,其光斑直径仅20 ～ 30 cm,即便射出距离达到38000km,它的光斑直径也小于2km.3）单色性好.激光的整体波长几乎一样,而且谱线宽度非常窄,其纯色性强,因此单色性非常好,正是因为这个特点,在通信领域激光的应用非常广.4）相干性好.激光是由大量相同光子所组成,因此其相干性很好,可以进行调制,和无线电波一样能用于信息的传递.
二、我国激光通信测距技术的发展现状
与欧美发达国家相比,我国激光通信测距技术起步比较晚.我国设有激光通信测距技术的相关研究单位主要有清华、北大、哈工大、电子科大、武汉大学等.到目前为止,我国已完成了星间光通信系统的模拟实验和相关分析研究,许多关键性技术也在不断研究中,虽然与欧美国家相比仍具有一些差距,但近几年,我国激光通信测距得到了很大的进步,取得了一定成就,比如激光雷达、激光卫星以及激光测距仪等.
三、激光通信测距的应用
激光通信测距有着抗干扰性强,测距远、快速、准确以及没有盲区等众多优点.虽然当前激光通信测距机种类比较多,且功能不同,但从其工作方式来讲只有两种,一种是连续波激光测距,另一种是脉冲激光测距.
1、连续波激光测距.此种测距机一般是运用相位法实现测距,它的主要原理是：朝设定目标发射出一束已调制过的连续波激光束,当光束射到目标表面后再被反射,而在这过程中,根据对发射调制激光束与接收机所接收的回波间具有的相位差进行测量,就能计算出测距机同目标间的距离.该测距机精度很高,能达到2mm,所以,通常是用于对合作目标做精准测量,比如自动目标精密跟踪,大地测量等.
2、脉冲激光测距.该种测距主要原理是：运用脉冲激光器朝设定目标发射一列宽度小于50ns 的光脉冲,当光射到目标表面后会有部分将会被反射,再根据光脉冲从发射到接收回波,这一过程所需的时间进行测量,就能计算出目标与测距机间的距离.该种测距能力强,且发出的激光很强,即便不是合作目标,其最大测距也高于30000m,精度在5m,最大能达到0.15m,无论是军事上对各类非合作目标进行测距,还是对气象云层高度和能见度,以及人造卫星等领域的测距中都应用广泛.
四、小结
到目前为止,国际上在卫星光通信领域,已完成了主要关键技术和基本概念的研究,而且以此为基础,对卫星与地面以及卫星相互间的光通信进行了卫星激光通信的验证.我国在光通信上需要做更进一步的研究,而星地激光通信方面,目前只达到原理性试验阶段,在实际试验上,仍在不断研究中.尤其是在航天测控方面,随着激光通信测距一体化技术优势的凸显,激光通信和测距复合的整体需求的不断增加,在未来,激光通信测距技术将会不断发展,也将会成为航天测控领域中的新型测控技术.
参 考 文 献
[1] 邢强林,李舰艇,唐嘉,等激光载波统一系统方案构想［J］．飞行器测控学报,2014,2: 36 － 42．
[2] 邵长泰,张明明．物理. 北京: 高等教育出版社,2013
[3] 陈鹤鸣．激光原理及应用．北京: 电子工业出版社,2014
[4] 马征 . 军用激光保密通讯机[ J] . 光电子技术动态,2010,(11):1.
激光通信论文范文结:
关于本文可作为相关专业激光通信论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文激光通信论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
1、通信期刊
2、数字通信杂志
3、通信系统论文
4、通信论文范文
5、通信技术期刊