深空探测激光通信技术发展研究

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1、V01．22No．2航天器工程第22卷第2期94SPACECRAFTENGINEERING2013年4月深空探测激光通信技术发展研究罗建将1李洪祚1唐雁峰1郝子强1丁长虹1’(1长春理工大学空间光电技术研究所，长春130022)(2空军航空大学，长春130022)摘要对美国深空探测活动中应用的激光通信技术进行了总结，说明当前深空光端机正向着更加集成化、轻型化和多功能化的方向发展；重点对深空激光通信中的捕获跟踪瞄准、接收和调制等关键技术进行了分析；针对中国激光通信的发展和应用提出了建议，如突破激光器和高速率调制器等关

2、键技术，深入研究新型编码算法等。关键词深空探测；激光通信；关键技术中图分类号：V11文献标志码：ADOI：lO．3969／j．issn．1673—8748．2013．02．018ResearchonLaserCommunicationTechnologyDevelopmentforDeepSpaceExplorationLUOJianjian91LIHongzu01TANGYanfen91HAOZiqian91DINGChanghon91’2(1InstituteofSpaceOptoelectronicsTech

3、nology，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022，China)(2AviationUniversityofAirForce，Changchun130022，China)Abstract：TheAmericancommunicationslinktechnologyappliedtodeepspaceexplorationactivi～tiesissummarized，andthedevelopmenttrendsofdeepspaceo

4、pticaltransceiverareproposed，includinghigherintegrated，lightweightandmulti—function．ThekeytechnologiesofdeepspacelasercommunicationareanalyzedsuchasATP，receivingandmodulation．SomesuggestionsareputforwardforthedevelopmentandapplicationofthelasercommunicationinC

5、hina，suchaskeytechnologybreakthroughsinlasers，high—speedmodulatorandin—depthstudyofnewcodingalgorithm．Keywords：deepspaceexploration；lasercommunication；keytechnology引言目前，深空探测中数据传输采用射频通信方法，其技术优势逐渐降低，已不能满足深空探测中对高速率、安全、大容量传输数据的任务需求。而激光通信具有大容量、保密性强、轻便、小型化等优点，且满足深空高

6、速率通信要求，既能减小星载载荷体积、功耗，又可提高深空探测器的使用寿命，因而，近年来作为深空探测的重要信息传输手段得到了大力发展，成为大幅提高深空测控通信性能的新热门技术。本文介绍了深空激光通信的发展，对其关键技术进行了分析，可为中国发展深空激光通信技术提供一定的参考。2发展情况深空激光通信技术的发展不是一步到位的。多国科学家在地面、大气层和近太空进行了大量激光通收稿日期：201卜12—25；修回日期：2013—03一Ol基金项目：国家自然基金项目(60977052)作者简介：罗建将(1986一)，男，硕士研究生，

7、研究方向为光通信系统理论与无线通信技术。Email：baoluoaiyezi@126．corn。第2期罗建将等：深空探测激光通信技术发展研究信验证试验，为深空激光通信的实现提供了技术支持。欧洲航天局(ESA)早期致力于CQ激光器的无线通信研究，使调制速率达到了数吉比特每秒的量级；此后又研制了“半导体激光星间链路实验”(SILEX)卫星，该卫星与日本“轨道间光通信工程试验卫星”(OICETS)完成了从星间单工到双工的上百次通信试验，充分验证了不同轨道卫星之间激光通信的可行性。美国在卫星激光通信方面的试验成果并不多，但

8、是在深空激光通信方面一直处于领先水平。下面主要对美国深空激光通信的发展加以概述。美国国家航空航天局(NASA)从20世纪70年代开始研究高码速率的地球静止轨道卫星之间(GEO-GEO)光连接和低码速率的深空光中继技术。1992年，美国喷气推进实验室(JPL)开展了第1个深空光通信试验——“伽里略光学实验”(GOPEX)。这个试验是在飞往木星的“伽利略”(Ga