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空间激光通信系统离轴天线设计研究

孙权社 赵发财 陈坤峰 韩忠

孙权社, 赵发财, 陈坤峰, 韩忠. 空间激光通信系统离轴天线设计研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2501-2505.
引用本文: 孙权社, 赵发财, 陈坤峰, 韩忠. 空间激光通信系统离轴天线设计研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2501-2505.
Sun Quanshe, Zhao Facai, Chen Kunfeng, Han Zhong. Design of off-axis optical antenna for space optical communications[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(8): 2501-2505.
Citation: Sun Quanshe, Zhao Facai, Chen Kunfeng, Han Zhong. Design of off-axis optical antenna for space optical communications[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(8): 2501-2505.

空间激光通信系统离轴天线设计研究

基金项目: 

国防技术基础科研项目(J312012A001)

详细信息
    作者简介:

    孙权社(1970-),男,高级工程师,硕士,主要从事光电子计量技术研究和标准研制。Email:nsqs@163.com

  • 中图分类号: TN929.1

Design of off-axis optical antenna for space optical communications

  • 摘要: 空间激光通信终端通常依靠光学天线提高整个通信系统的发射及接收效率。提出了一种空间激光通信系统的离轴天线系统,以克服传统卡塞格林两镜系统存在接收视场小、发射效率低等缺点。设计了一个通光孔径为150 mm,放大倍率为15,满足0.85、1.064、1.55 m多个通信波段光学天线系统。计算了初始结构参数,利用光学设计软件ZEMAX-EE对该光学天线系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行分析。分析结果表明:在整个工作波段(0.85、1.064、1.55 m)内,点列图半径几何值小于10 rad,实现了高放大倍率、宽波段像散同时校正,在宽波段内均达到衍射极限,满足设计指标要求,能够满足高性能空间激光通信系统的要求。
  • [1]
    [2] Karafolas N, Sodnik Z, Amengol J M P, et al. Optical communications in space[C]//ONDM, 2009: 1-6.
    [3] Brandl P, Plank T, Leitgeg E. Optical wireless links in future space communications with high data rate demands[C]//IWSSC, 2009: 305-309.
    [4]
    [5]
    [6] Toyoshima M. Trends in satellite communications and the role of optical free-space communications[J]. Journal of Optical Networking, 2005, 4(6): 300-311.
    [7] Boroson D, Robinson B, Murphy D, et al. Overview and results of the Lunar laser communication demonstration[C]//SPIE, 2014, 8971: 89710S.
    [8]
    [9]
    [10] Biswas A, Page N, Zhu D, et al. Airborne optical communications demonstrator design and preflight test results[C]//SPIE, 2005, 5712: 205-216.
    [11] Yan Peipei, Deng Xiaoguo, Zhang Henjin. Optical design of a new type space laser communication optical system[C]//SPIE, 2013, 8906: 890602.
    [12]
    [13]
    [14] Yu Jianjie, Li Xuanjiao, Tan Liying, et al. Off-axis optical telescope for satellite laser communication terminal[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7): 1890-1895.(in Chinese)
    [15]
    [16] Pang Zhihai, Fan Xuewu, Zou Gangyi, et al. Design of new wide-angle unobscued three-mirror optical system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9): 2449-2452. (in Chinese)
    [17]
    [18] Blakley R. Cesarian telescope optical system[J]. Opt Eng, 1996, 35(1): 3338-3341.
    [19] Fan Xuewu, Ma Zhen, Chen Rongli, et al. The design of cassegrain optics system for double infrared wavebands[J]. Acta Photonica Sinica, 2003, 32(4): 463-465. (in Chinese)
    [20]
    [21]
    [22] Li Jie, Ming Jingqian, Lu Ruofei. Design of an ameliorating infrared cassegrain optical system[J]. Infrared Technology,2010, 32(2): 76-80. (in Chinese)
    [23]
    [24] Yuan Jiannan, Fu Yuegang, Guo Jun, et al. Optimization of improved cassegrain telescope system[J]. Journal of CUST, 2010, 33(3): 8-10. (in Chinese)
    [25] ZEMAX Development Corporation. ZEMAX Optical Design Program User's Guide[Z]. 2009: 455-514.
  • [1] 刘俊杰, 齐岳, 盛泉, 王思佳, 王盟, 徐德刚, 史伟, 姚建铨.  分布式猫眼腔免调试激光器发射端视场的优化 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20211108-1-20211108-6. doi: 10.3788/IRLA20211108
    [2] 王晓艳, 徐高魁.  高隔离度激光通信终端光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200521-1-20200521-5. doi: 10.3788/IRLA20200521
    [3] 徐大维, 韩星, 张晨钟, 董冰, 穆郁, 冀鹏州.  激光半主动光学系统设计与可视化检测 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210265-1-20210265-7. doi: 10.3788/IRLA20210265
    [4] 张敏, 李勃, 滕云杰.  基于迭代学习控制的潜望式激光通信终端系统的动态跟踪设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200056-1-20200056-8. doi: 10.3788/IRLA20200056
    [5] 孙悦, 黄新宁, 温钰, 谢小平.  空间激光通信网络中的全光相位再生技术 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918003-0918003(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0918003
    [6] 赵宇宸, 何欣, 张凯, 刘强, 崔永鹏, 孟庆宇.  轻小型大视场自由曲面离轴光学系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218001
    [7] 关姝, 王超, 佟首峰, 姜会林, 常帅, 范雪冰.  空间激光通信离轴两镜反射望远镜自由曲面光学天线设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1222003-1222003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1222003
    [8] 王蕴琦, 刘伟奇, 张大亮, 孟祥翔, 康玉思, 魏忠伦.  基于传递矩阵的宽视场离轴三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 418003-0418003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0418003
    [9] 孟庆宇, 汪洪源, 王严, 纪振华, 王栋.  大线视场自由曲面离轴三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018002-1018002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1018002
    [10] 张钊, 孙景旭, 刘则洵, 李宪圣, 任建岳.  离轴抛物面镜像面扫描太赫兹光学设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 703003-0703003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0703003
    [11] 庞志海, 樊学武, 任国瑞, 丁蛟腾, 许亮, 凤良杰.  离轴反射光学系统像差特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 618002-0618002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0618002
    [12] 孟庆宇, 王维, 纪振华, 董吉洪, 李威, 王海萍.  主三镜一体化离轴三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 578-582.
    [13] 孙雯, 胡建军, 赵知诚, 陈新华, 韩琳, 沈为民.  新型两镜折反式平场消像散望远物镜光学设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3667-3672.
    [14] 赵英秀, 杨阳, 刘伟.  空间激光通信轨道运动模拟器的设计及定位精度检测 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 205-212.
    [15] 邹刚毅, 樊学武, 庞志海, 凤良杰, 任国瑞.  矢量波像差理论在无遮拦三反光学系统设计中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 569-573.
    [16] 郭永祥, 李永强, 廖志波, 王静怡.  新型离轴三反射光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 546-550.
    [17] 庞志海, 樊学武, 马臻, 陈钦芳, 邹刚毅.  失调卡塞格林光学系统像差特性的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 195-200.
    [18] 秦华, 王立刚, 张静华, 类成新, 韩克祯.  用粒子群算法设计的5镜系统与ZEBASE中5镜系统比较 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2724-2731.
    [19] 庞志海, 樊学武, 陈钦芳, 马臻.  失调三反消像散光学系统像差特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 653-657.
    [20] 俞建杰, 李宣娇, 谭立英, 马晶, 韩琦琦.  离轴天线在卫星激光通信系统中的应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1890-1895.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-10
  • 修回日期:  2015-01-03
  • 刊出日期:  2015-08-25

空间激光通信系统离轴天线设计研究

    作者简介:

    孙权社(1970-),男,高级工程师,硕士,主要从事光电子计量技术研究和标准研制。Email:nsqs@163.com

基金项目:

国防技术基础科研项目(J312012A001)

  • 中图分类号: TN929.1

摘要: 空间激光通信终端通常依靠光学天线提高整个通信系统的发射及接收效率。提出了一种空间激光通信系统的离轴天线系统,以克服传统卡塞格林两镜系统存在接收视场小、发射效率低等缺点。设计了一个通光孔径为150 mm,放大倍率为15,满足0.85、1.064、1.55 m多个通信波段光学天线系统。计算了初始结构参数,利用光学设计软件ZEMAX-EE对该光学天线系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行分析。分析结果表明:在整个工作波段(0.85、1.064、1.55 m)内,点列图半径几何值小于10 rad,实现了高放大倍率、宽波段像散同时校正,在宽波段内均达到衍射极限,满足设计指标要求,能够满足高性能空间激光通信系统的要求。

English Abstract

参考文献 (25)

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