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1、第34卷第1期中国激光Vol.34,No.12007年1月CHINESEJOURNALOFLASERSJanuary,2007文章编号:0258-7025(2007)01-0003-18综述卫星激光通信Ⅰ链路和终端技术刘立人(中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800)摘要卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值,国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端,全文的第一部分即/链路和终端技术0综述了卫星激光通信的国外进展,介绍了终端的关键技术,讨论了终端设计思想。第二部分(另文)将讨论和介绍卫星激光通信终端地面检测和验证技术。关键词
2、星间激光通信;星地激光通信;光学瞄准捕获跟踪;非相干光通信;零差相干光通信中图分类号TN929.1文献标识码ALaserCommunicationsinSpaceⅠOpticalLinkandTerminalTechnologyLIUL-iren(ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Shanghai201800,China)AbstractThefree-spacelasercommunicationsareofpotentialapplic
3、ationsinthespace,thesatellitelasercomterminalshavereachedalevelofhighdatarate,compactandlightconstruction,andlow-powerconsumptionintheworld.Thispaperreviewstheinternationalprogressesonthesatellitelasercom,discussestherelatedkeytechniques,andgivesthesuggestionsforthedesignofo
4、verallscheme.Inthenextpaper,thetestandverificationtechniquesonthegroundforsatellitelasercomterminalswillbeintroduced.Keywordsintersatellitelasercommunications;satellite-to-groundlasercommunications;opticalpointing,acquisitionandtracking(PAT);incoherentopticaltransmission;coh
5、erentopticalBPSKhomodynetransmission[1~6]1引言卫星通信链路包括:高轨静止卫星之间的链路(GEO-GEO:距离约80000km),低轨卫星和高轨卫随着空间技术的发展,出现并大量使用了各种星之间的链路(LEO-GEO:距离最长为45000km)用途的卫星和航天器,其中绝大部分与信息有关,例以及低轨卫星之间的链路(LEO-LEO:距离约数千如光学遥感卫星、微波遥感卫星、军事侦查卫星、气千米),其中非静止卫星也可能是中轨卫星(MEO)象卫星、海洋卫星、通信卫星、通信星座、深空探测卫和空间站等。此外,也包括卫星与
6、光学地面站、深空星、科学实验卫星和GPS导航卫星等。卫星(包括航天器与卫星或地面站的链路。相关的卫星可以组各种航天器)之间、卫星与地面站之间的通信目前主成一个局域网络,或者构成一个全球性的网络,这就要采用微波手段,由于受无线电载波频率的限制(如是国际上出现的空间网络-天基网的基本概念,天基10GHz),数据传输速率大约在150Mbit/s左右,基网的分支链路需要高码率传输。以地上的光纤通信本可以满足图像信息的传输,但是不能满足合成孔互联网作比较,光链接天基网必将有广泛的应用(如径雷达数据的实时传输,例如德国TerraSAR卫星图1所示),对通信
7、可能产生革命性的变革。的X波段合成孔径雷达数据率约为5.6Gbit/s.因由此可见,卫星通信的进一步发展需要实现高此,发展新的通信手段,实现高码率传输是十分必要码率的传输,通信终端也需要适合于空间平台应用,的。收稿日期:2006-11-10;收到修改稿日期:2006-11-17作者简介:刘立人(1942)),男,上海人,研究员,博士生导师,目前研究方向为光折变光学、晶体光学和星际激光通信。E-mail:lirenliu@mail.shcnc.ac.cn2中国激光34卷[1,2,6]命。2.1激光通信系统激光通信通常采用两种通信方式,即非相干光直
8、接探测通信方式和相干光外差接收通信方式。非相干直接探测通信方式也就是发射终端采用脉冲激光强度调制,接收终端采用光电探测器进行光脉冲的直接探测。相干光通
