近地無線激光通信系統電學部分的研究及實驗.pdf

1、近地無線激光通信是指利用激光作為載波在近地空間進行語音、數據、圖像信息傳輸的無線通信方式，又稱“自由空間激光通信”(Free Space Optical Communication)。該項技術具備抗干擾能力強；安全性好；設備體積小、重量輕；頻譜不受管制等突出優(yōu)點，是目前中短距寬帶應用的新興解決方案。本課題針對目前國內外FSO系統的研究現狀，力求設計并完成一套低成本、高帶寬的FSO通信端機，而本文的主要任務是根據課題對FSO系統的要求，分

2、析各個子系統的核心器件，并根據器件的電氣特性完成該FSO的電學部分。 本課題的無線激光通信系統主要由一套收發(fā)端機組成。單個端機主要由光學系統，信號收發(fā)系統以及對準、捕獲和跟蹤系統組成。其中光學系統用來實現端機信號的空間傳輸，包括發(fā)射天線和接收天線兩個部分。發(fā)射端機采用了新型的半導體垂直腔面激光器VCSEL作為信號發(fā)射裝置，選用了相應的驅動芯片并設計完成VCSEL驅動電路，完善的電路設計還可以實現芯片對激光器發(fā)射功率的監(jiān)控和調整以

3、及適當的溫度補償。接收部分則采用了高增益的雪崩二極管APD作為微弱激光信號的接收器件，文章分析了APD的最佳倍增增益，并針對APD設計和完善了溫度監(jiān)測和反向電壓偏置電路。 針對FSO系統普遍存在的精確對準和保持困難等問題，本文在詳細分析了預對準、粗調、精調和跟蹤的實現方法后，設計了PAT子系統的實現方案。該系統采用了位置敏感探測器PSD作為位置誤差信息的獲取裝置，并采用了高反應速度、高分辨率的快速傾斜鏡實時調整出射光束以重新對準