Successful Cases

机载激光通信与成像一体化演示系统

搭建单位:西北地区某高校

主要用途:机载激光通信演示实验,结合激光器件、深度学习和人工智能等最新技术发展,构建机载激光通信与成像一体化多功能开放式实验验证综合平台

搭建时间:2018年10月

光学系统介绍:

机载激光通信主要针对包括无人机、飞船和高空气球等平流层的通信平台,大气湍流和衰减相对较弱,大气活动相对平静,覆盖范围广,非常适合于进行广域侦察与局域网通信,在未来国防安全和国民经济中有重要应用前景。近年来,随着激光器件、关键单元和信号处理技术的迅速发展,空间激光通信不断朝着高速率、网络化和多用途的方向发展。围绕空间激光通信在国防安全和国民经济应用中的新趋势,结合激光器件、深度学习和人工智能等最新技术发展,构建机载激光通信与成像一体化多功能开放式实验验证综合平台,开展高速激光通信、自适应精密跟瞄、高精度三维激光成像等前瞻方向研究,培育空间激光新兴交叉学科成为了未来的发展趋势。

2 - 实验系统的总体设计

  • 机载激光通信与成像一体化演示系统是由机载激光通信地面演示验证系统和机载激光高精度三维成像演示系统组成。机载激光通信地面演示验证系统利用两个激光通信终端对接实现飞机间实时通信与动态跟踪,同时在该系统中还构建了通信性能测试、通信调制制式、光束质量分析、大气扰动、动态捕获和等效远程传输等开放式功能模块。机载激光高精度三维成像演示系统通过机载激光合成孔径雷达与激光脉冲发射/本机啁啾信号外差处理系统,结合激光合成孔径雷达相位同步技术和成像算法,实现高精度三维成像。

  • 激光通信与光学跟瞄系统;采用两个空间激光通信对接,由机载平台模拟旋转双棱镜扫描装置,精密光束双光楔倾斜扫描装置和双焦距激光收/发平行光管三部分组成,用于检测和评估机载激光通信终端的瞄准、捕获和跟踪全过程。

  • 远距离光束传输和激光通信性能测试平台;主要用于机载激光通信终端发射光束的空间远距离传播光学模拟,并进行激光通信误码率检测。采用光束比例化原理,缩小接收孔径缩短传播距离;采用透镜傅里叶变换实现光束的远场变换,采用多级光学成像放大焦距;采用误码率测试仪进行通信性能检测。

  • 自适应波前精密调控;卫星激光通信终端的发射光束一般达到衍射极限,激光光束发散度小达到几个微弧度,光束波面质量严重影响终端的通信和跟踪性能。因此激光光束质量检测是关键性检测项目。基于深度学习,开展大气扰动主动波前实时补偿技术研究。

3 - 实验系统的拓展应用

1、机载合成孔径激光雷达高精度三维成像技术

2、空间激光扫描成像雷达技术研究

3、机载激光雷达编码合成孔径三维成像