1、以激光作為信息載體的大氣激光通信技術(shù)以其高帶寬、高碼率、高保密性、低功耗等優(yōu)點(diǎn)成為通信技術(shù)發(fā)展的新方向,具有良好的應(yīng)用前景。近些年來,該技術(shù)受到了世界各國(guó)的重視,并得到了迅速的發(fā)展。但是,大氣激光通信由于信號(hào)光束窄、傳輸距離長(zhǎng)等原因,給通信鏈路的建立和保持造成了極大的困難。因此,在大氣激光通信中,必須建立一套捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤(Acquisition、Poniting and Tracking,簡(jiǎn)稱APT)系統(tǒng)來防止通信鏈路中斷,從而保證

2、整個(gè)通信過程的順利進(jìn)行。近年來,從各國(guó)激光通信的發(fā)展情況來看,ATP系統(tǒng)是目前激光通信中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù),可以說它是進(jìn)行可靠通信的前提。在APT系統(tǒng)中,信標(biāo)光捕獲是建立通信鏈路的第一步,其一般過程為：大氣激光通信雙方先搜索對(duì)方的信標(biāo)光,當(dāng)信標(biāo)光進(jìn)入視場(chǎng)后從對(duì)方信標(biāo)光的光斑中獲取對(duì)方的位置信息,然后進(jìn)行方位調(diào)整,最終把天線表面積上的法線矢量調(diào)整到與光束的到達(dá)角一致。其中信標(biāo)光的捕獲判定以及位置信息提取屬于光斑檢測(cè)技術(shù)。本文主要的研究對(duì)象

3、是信標(biāo)光捕獲過程中的光斑檢測(cè)技術(shù)。文中首先綜述了研究大氣激光通信的意義以及國(guó)內(nèi)外在激光通信中的研究進(jìn)展,進(jìn)而闡述了APT技術(shù)的必要性和重要性。其次,重點(diǎn)分析研究了APT系統(tǒng)中的捕獲技術(shù),在此研究基礎(chǔ)上對(duì)可用于信標(biāo)光光斑檢測(cè)的幾種探測(cè)器進(jìn)行了分析。最后,著重分析了PSD與CCD這兩種探測(cè)器在信標(biāo)光光斑檢測(cè)技術(shù)中的具體應(yīng)用。光斑檢測(cè)探測(cè)器的主要作用就是進(jìn)行信標(biāo)光的捕獲判定及信標(biāo)光光斑重心提取。PSD在光斑檢測(cè)技術(shù)中的具體使用方法就是通過對(duì)P

4、SD各輸出引腳上的光電流進(jìn)行采集以及相關(guān)運(yùn)算,進(jìn)行捕獲判定以及光斑重心位置提取,實(shí)際上就是PSD信號(hào)的采集與處理過程。CCD采集到的是圖像信息,所以使用CCD作為光斑檢測(cè)探測(cè)器,在進(jìn)行光斑檢測(cè)過程中所涉及到的工作實(shí)際上就是對(duì)圖像的處理?；趯?duì)PSD和CCD的原理、特性以及使用方法的分析,文中設(shè)計(jì)了PSD信號(hào)采集與處理電路以及用于信標(biāo)光光斑檢測(cè)的CCD圖像處理軟件,并且進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),給出了仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從結(jié)果中可以看出方案的可行性以及不