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ATP系統(tǒng)在光通信系統(tǒng)中的應用
隨著科技發(fā)展的日新月異,自由激光空間光通信已經(jīng)成為現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的新熱點。但從技術(shù)實現(xiàn)方面來講,由于激光通信具有信號光束窄、發(fā)散角小這樣的特點,從而導致APT(Acquisition Pointing Tracking)捕獲、跟蹤、瞄準相距較遠的運動體上的較窄信號光束相當困難。ATP系統(tǒng)是由粗跟蹤和精跟蹤單元構(gòu)成的復合跟蹤系統(tǒng),其主要功能是在粗跟蹤單元實現(xiàn)初始的捕獲和跟蹤,并將信標光引入精跟蹤的視場范圍內(nèi),然后精跟蹤單元實現(xiàn)更高帶寬的跟瞄,再將信標光穩(wěn)定在可通信的視場之內(nèi),為最終空間站光通信系統(tǒng)工程實現(xiàn)奠定了一定的技術(shù)基礎。
2.1粗跟蹤單元
粗瞄準單元由一個安裝在精密光機組件上的收發(fā)天線,萬向支架驅(qū)動電機以及粗跟蹤探測器(CCD)組成,主要作用是捕獲目標和完成對目標的粗跟蹤。在捕獲階段,粗瞄準機構(gòu)接收由上位機根據(jù)已知的衛(wèi)星運動軌跡或星歷表給出的命令信號,將望遠鏡定位到對方通信終端的方向上。為確保入射的信標光在精跟瞄控制系統(tǒng)的動態(tài)范圍內(nèi),必須根據(jù)粗跟蹤探測器給出的目標脫靶量來控制萬向支架上的望遠鏡,使它的跟蹤精度必須保證系統(tǒng)的光軸處于精跟蹤探測器視場內(nèi),從而把信標光引入精跟蹤探測器的視場內(nèi)。
2.2精跟蹤單元
精跟蹤單元的跟蹤精度將決定整個系統(tǒng)的跟蹤精度,它要求帶寬非常高,帶寬越高,對干擾的抑制能力就越強,從而可加快系統(tǒng)的反應速度,加強跟蹤精度。因此,設計一個高帶寬高精度的精跟蹤環(huán)是整個ATP系統(tǒng)的關鍵所在。在這一單元我們可采用高幀頻、高靈敏度、具有跳躍式讀出模式的面陣電荷耦合器件(CCD)傳感器。它基于深埋溝道移位寄存器技術(shù),可以獲得非常高的讀出速率、非常低的噪聲和非常高的動態(tài)范圍。通過由捕獲探測器(CCD)和定位探測器(OPI N)組成探測接收單元轉(zhuǎn)換,CCD完成捕獲與粗跟蹤,并將接收光引導至OPI N上,在OPI N中進行誤差信號的檢測,從而提高信標光捕捉精度。
2.3控制單元
將捕捉的信號經(jīng)放大、整形和A/D變換處理后,在計算機中按一定的數(shù)據(jù)分配流程將信號輸入。然后通過計算機給出的速度控制信號和加速度控制信號,又經(jīng)數(shù)據(jù)分配接口送入D/A轉(zhuǎn)換與處理網(wǎng)絡,使伺服電機按要求轉(zhuǎn)動并帶動天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)分別在水平和俯仰兩個方位轉(zhuǎn)動,以調(diào)整天線的位置,達到自動捕獲、跟蹤、瞄準的目的。
3、結(jié)語
通信技術(shù)的發(fā)展促進了社會生活的進步,在未來通信技術(shù)的研究上,應不斷探索、創(chuàng)新,追求高新技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應用。