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小波分析在光学信息处理中的应用

物理学报 1999年第7期48卷 1223-1229页

作者：马晶谭立英冉启文哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室哈尔滨工业大学数学系

用小波变换分析惠更斯菲涅耳原理，为小波光学理论描述理论基础．运用该理论，对光学系统的空域滤波、空频域滤波现象进行分析，其中小波在空域滤波以空间可变处理为例，小波在空频域滤波以匹配滤波为例，波前滤波则以夫琅和费单缝、... 详细信息

用小波变换分析惠更斯菲涅耳原理，为小波光学理论描述理论基础．运用该理论，对光学系统的空域滤波、空频域滤波现象进行分析，其中小波在空域滤波以空间可变处理为例，小波在空频域滤波以匹配滤波为例，波前滤波则以夫琅和费单缝、圆孔等为例，分析了小波变换在光学领域处理问题的可行性。

关键词：小波分析光学信息处理空域滤波空频域滤波

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提高卫星光通信扫描捕获概率的方法研究

光电子．激光 2005年第1期16卷 57-62页

作者：于思源马晶谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

在相同的外部环境和系统参数条件下,捕获扫描方式的选择直接影响卫星间光通信终端的捕获性能。粗瞄误差是确定捕获扫描方案过程中的首要考虑因素,通常假设为水平俯仰对称高斯分布,这时螺旋扫描为最佳扫描方式。在实际卫星平台姿态控制... 详细信息

在相同的外部环境和系统参数条件下,捕获扫描方式的选择直接影响卫星间光通信终端的捕获性能。粗瞄误差是确定捕获扫描方案过程中的首要考虑因素,通常假设为水平俯仰对称高斯分布,这时螺旋扫描为最佳扫描方式。在实际卫星平台姿态控制过程中,姿态误差在各个转动轴方向上的分布一般是不对称的,进而造成粗瞄误差分布的不对称,仍采用螺旋方式扫描可能效率较低。因此,通过理论分析和MonteCarlo仿真重新分析了捕获扫描方式的选择问题,提出了针对具体星上环境条件采用不同扫描方式的新结论。在卫星光通信的链路建立过程中,粗瞄误差不对称度较高时,同样的扫描时间限制内分行扫描可以获得更高的捕获概率。

关键词：捕获概率星间光通信扫描方式俯仰行扫描卫星捕获性能 Carlo仿真链路过程

星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差的最佳比值

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强激光与粒子束 2006年第8期18卷 1233-1238页

作者：马晶潘锋谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室哈尔滨150001

实际星地光通信系统的发射光束为高斯型的情况下,跟瞄误差和大气闪烁是星地激光链路中的主要信道噪声源。在结合两者对系统性能影响的前提下,对星地激光通信链路进行了理论分析和模型建立。基于该模型对星地激光链路中光束发散角与跟瞄... 详细信息

实际星地光通信系统的发射光束为高斯型的情况下,跟瞄误差和大气闪烁是星地激光链路中的主要信道噪声源。在结合两者对系统性能影响的前提下,对星地激光通信链路进行了理论分析和模型建立。基于该模型对星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差之比的优化选择问题进行了研究。结果表明:对于上行链路,在不同误码率需求下都存在一个光束发散角与跟瞄误差的最佳比值,使得上行链路余量最大;对于下行链路,在不同误码率要求下均存在一个光束发散角与跟瞄误差的最佳比值,使得下行发射光功率的需求最小。利用最优化方法和最小二乘法拟合,得到星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差的最佳比值和系统误码率的经验公式。

关键词：星地光通信光束发散角误码率大气闪烁跟瞄误差

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自由空间光通信中大气光束传输数值模拟研究

中国激光 2013年第5期40卷 157-162页

作者：翟超武凤杨清波谭立英马晶哈尔滨工业大学可调谐气体激光器国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

相对于理论研究和实验研究,数值模拟研究具有独特的优越性,包括参数可控和可实现系综平均等。因此,对于大仰角链路大气湍流影响研究等实验系统无法搭建的研究,可以采用光束传输的数值模拟方法来进行研究。在Zernike多项式展开法和多相... 详细信息

相对于理论研究和实验研究,数值模拟研究具有独特的优越性,包括参数可控和可实现系综平均等。因此,对于大仰角链路大气湍流影响研究等实验系统无法搭建的研究,可以采用光束传输的数值模拟方法来进行研究。在Zernike多项式展开法和多相位屏理论的基础上,建立了基于Zernike多项式的大气湍流多相位屏数值模型,实现了高斯光束水平链路(0°)和大仰角典型链路(30°、60°)大气传输的数值模拟,并利用水平链路到达角(AOA)起伏方差经验计算公式对3组900次水平链路数值仿真结果进行了分析。结果表明,数值模拟到达角起伏方差和实验值误差在5%以内,多相位屏数值模型是有效的。该工作对自由空间光通信系统中大气湍流影响研究具有重要意义。

关键词：光通信自由空间光通信大气湍流相位屏 Zernike多项式到达角起伏

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下行传输孔径接收光强起伏的统计特性

中国激光 2006年第10期33卷 1371-1374页

作者：潘锋马晶谭立英哈尔滨工业大学可调谐气体激光器国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

为了研究星地下行激光链路接收光强起伏的统计特性,进行了恒星观测实验,分析了下行传输孔径接收下实际接收光强起伏的归一化方差、概率密度和闪烁频谱,并讨论了接收端瞄准偏差对接收光强的影响和星地下行大气信道的传播特性。实验结果表... 详细信息

为了研究星地下行激光链路接收光强起伏的统计特性,进行了恒星观测实验,分析了下行传输孔径接收下实际接收光强起伏的归一化方差、概率密度和闪烁频谱,并讨论了接收端瞄准偏差对接收光强的影响和星地下行大气信道的传播特性。实验结果表明,在下行传输孔径接收的条件下,天顶角从0°增至55°时接收光强的归一化方差从0.015增到0.102,不同天顶角下的接收光强起伏概率分布均服从对数正态分布,稳定大气条件下闪烁频谱的高频幂指数为-5/3,不稳定大气条件下为-11/3。

关键词：光通信星地激光通信统计特性孔径接收下行传输

星间光通信链路双向光束稳定跟踪约束条件分析

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中国激光 2013年第11期40卷 158-164页

作者：武凤于思源周洁马晶谭立英哈尔滨工业大学理学院物理系黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

分析了星间激光通信双向跟踪过程中,影响链路稳定性的主要因素。通过对终端跟踪误差角度的面阵探测建模,综合考虑接收端信噪比影响,分析了双向光束跟踪过程中的迭代收敛过程,推导出了更接近链路实际情况的稳定跟踪约束条件理论公式。通... 详细信息

分析了星间激光通信双向跟踪过程中,影响链路稳定性的主要因素。通过对终端跟踪误差角度的面阵探测建模,综合考虑接收端信噪比影响,分析了双向光束跟踪过程中的迭代收敛过程,推导出了更接近链路实际情况的稳定跟踪约束条件理论公式。通过仿真验证对理论分析结果进行了优化,并通过地面模拟实验,验证了结论的准确性。上述工作对今后的卫星光通信链路系统优化设计具有重要参考意义。

关键词：光通信双向链路稳定跟踪瞄准角度误差约束条件

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简化振动模型下空间光通信系统误码率分析

激光技术 2002年第1期26卷 4-8页

作者：王骐马晶谭立英韩琦琦哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室哈尔滨150001

在空间光通信系统中 ,由于卫星振动将对系统的误码率产生影响 ,在探讨振动对误码率影响问题时 ,应分析不同振动类型的影响问题。侧重分析了正弦振动 ,并分别对方波、三角波、锯齿波型振动进行了分析。结果表明 ,对于正弦振动 ,当振动持... 详细信息

在空间光通信系统中 ,由于卫星振动将对系统的误码率产生影响 ,在探讨振动对误码率影响问题时 ,应分析不同振动类型的影响问题。侧重分析了正弦振动 ,并分别对方波、三角波、锯齿波型振动进行了分析。结果表明 ,对于正弦振动 ,当振动持续时间为整周期时 ,误码率仅为振幅的函数 ,此时误码率随振幅的增加迅速上升 ,而与振动频率无关 ;当振动持续时间为非整周期时 ,误码率随时间的增加而起伏 ,误码率的改变越来越小 ,且趋于仅与振幅有关的常数。

关键词：振动模型误码率空间光通信

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光束在强湍流区中传播的到达角起伏

强激光与粒子束 2006年第6期18卷 891-894页

作者：高宠马晶谭立英哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室哈尔滨150001

基于修正Rytov理论,导出了适用于强湍流区的无限平面波和球面波的到达角起伏方差表达式及其功率谱表达式,分析了散射盘对到达角起伏的影响。研究结果表明:导出的方差表达式在弱湍流区也适用,随着Rytov方差的增加到达角起伏趋于饱和;高... 详细信息

基于修正Rytov理论,导出了适用于强湍流区的无限平面波和球面波的到达角起伏方差表达式及其功率谱表达式,分析了散射盘对到达角起伏的影响。研究结果表明:导出的方差表达式在弱湍流区也适用,随着Rytov方差的增加到达角起伏趋于饱和;高频功率谱的下降速度随着散射盘尺度的增加而增加。

关键词：大气光学到达角起伏方差功率谱强湍流区

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激光星间链路中振动补偿技术研究

光电子．激光 2004年第4期15卷 472-476页

作者：于思源谭立英马晶王俊哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

提出了一种在激光星间链路过程中的卫星平台振动补偿方案。采用CCD探测器代替角度传感检测振动,简化了卫星光通信跟瞄系统。在激光星间链咯中,卫星平台角振动对光束的跟瞄有较大的影响,采用前馈补偿方式实现较好的抑制。在实验室中建立... 详细信息

提出了一种在激光星间链路过程中的卫星平台振动补偿方案。采用CCD探测器代替角度传感检测振动,简化了卫星光通信跟瞄系统。在激光星间链咯中,卫星平台角振动对光束的跟瞄有较大的影响,采用前馈补偿方式实现较好的抑制。在实验室中建立了卫星平台振动模拟装置和前馈振动补偿系统,针对卫星平台的实际振动情况进行了模拟实验。结果表明,对于100Hz卫星平台角振动,当CCD采样频率大于1kHz时,补偿后的瞄准误差与补偿前相比下降了71%。

关键词：激光星间链路振动补偿技术光通信前馈补偿 CCD探测器卫星