空间光耦合平衡探测器设计与测试

星地空间相干光通信中,受大气湍流及空间光耦合效率因素的影响,要实现高速率、高探测灵敏度的通信变得异常困难。针对星地空间相干光通信链路中空间光耦合较难的问题,提出了采用大面积平衡探测器来提高探测灵敏度的方法。通过分析平衡探测技术的原理及平衡探测器结构,设计了一种探测面直径为100 m、工作速率为5 Gbps的平衡探测器,搭建了空间相干光通信测试平台。在5 Gbps通信速率下,探测器的直接探测灵敏度达到-18.6 dBm,相干探测灵敏度达到-43.89 dBm,共模抑制比高于38.5 dB。测试结果验证了该空间光耦合平衡探测器用于空间相干光通信的可行性。     

指数韦伯信道下带瞄准误差的相干光通信系统中断概率分析北大核心CSCD

为了研究在大气湍流闪烁效应以及瞄准误差共同作用下空间相干光通信系统的中断概率,基于指数韦伯大气湍流衰减信道,建立了基于平衡探测的相干光通信系统模型,给出了系统受大气湍流闪烁效应和瞄准误差影响下信道衰减的概率密度函数,并推导了系统中断概率的闭合表达式。通过数值仿真,分析了湍流强度、波束宽度、抖动偏差对系统中断概率的影响。结果表明:系统中断概率会随着湍流强度的增强和归一化信噪比的降低而增大;当归一化信噪比大于14dB时,可以通过增大波束宽度降低系统中断概率;当抖动偏差大于2时,增大归一化信噪比并不能有效降低系统中断概率。由基于此模型的仿真分析结论可知,选取合适的波束宽度和抖动偏差能降低系统的中断概率,并提高系统的稳定性。