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          6. 国外空间激光通信技巧成长分析

            作者:佚名 来源:网络 时光:2017-11-21 15:54 浏览:6992 [投稿]
            空间激光通信是一种利用激光束作为载波在空间进行图象、语音、旌旗灯号等信息传递的通信方法。

            空间激光通信是一种利用激光束作为载波在空间进行图象、语音、旌旗灯号等信息传递的通信方法。与传统微波通信比拟,激光通信具有传输速度快、通信容量大年夜、抗电磁干扰性能强、保密性高等长处,且其通信终端体积小、功耗低、实用性极高,激起各国研究高潮。空间激光通信技巧的成长和冲破对加强空间信息传输的及时性、安然性和将来深空探测意义重大年夜,有望变革将来空间通信技巧成长。

            一、优势与挑衅并存

            随着空间技巧、传感技巧等的成长,卫星及各类航天器所需的信息传输量呈指数级增长,今朝空间通信所采取的以微波通信为主的通信手段已难以满足急剧增长的通信容量需求。空间激光通信具有较高的数据传输速度、较强的电磁抗干扰才能和安然保密性能,且激光通信设备还具有体积小、重量轻、能耗低等长处,被认为是最有潜力改革空间通信的颠覆性技巧。

            高数据传输速度。空间激光通信的载波频率范围为190THz~560THz,约为微波通信频率的数千倍乃至数万倍,具有巨大年夜的宽带晋升空间,可实现更高的数据传输速度,使从空间传回海量视频和高精度丈量数据成为可能,对天然灾害监测、军事通信等具有重要的计谋意义。

            体系终端体积小、质量轻、功耗低。比拟于微波,激光的波长要短数千至上万倍。波长越短,能量越高,所受的衍射感化越小,激光所需的发射和接收天线尺寸可以成倍缩小,使得激光通信体系终真个体积、质量和功率都远远优于微波通信,高度满足空间利用对有效载荷小型化、轻量化、低功耗的请求。

            抗电磁干扰才能强、安然保密性高。空间激光通信采取激光作为载波,激光光束极窄,发散角小于1mrad(毫弧度),亮度和能量密度极高,信息传递不容易被其他设备捕获,且邻近卫星间的通信干扰也可忽视不计,具有较高的抗电磁干扰才能和安然保密性能。

            虽然存在诸多优势,今朝空间激光通信技巧整体而言仍处于研究阶段,尚面对诸多技巧挑衅,如激光通信较为受制于激光通信终端和探测器件、大年夜气湍流、大年夜气衰减等身分的影响和干扰,空间激光通信所需的地面基本举措措施远未完全,空间激光通信高频带高宽带的技巧优势还没有完全发掘等。

            二、各国掀起研究高潮

            美国、欧洲、日本等均在空间激光通信技巧范畴投入巨资进行相干技巧研究和在轨实验,对空间激光通信体系所触及的各项关键技巧展开了周全深刻地研究,赓续推动空间激光通信技巧迈向工程实用化。

            (一)美国NASA加快成长空间激光通信技巧

            美国早期展开的“激光通信演示体系”(OCD)、“转型卫星通信体系”(TSAT)等项目研究,为后期技巧成长奠定了优胜的技巧基本。最近几年来,美国国度航空航天局(NASA)尤其看重空间激光通信技巧成长,并将其作为重要优先事项,加快推动空间激光通信技巧的成长和成熟,使近地义务和深空义务的空间通信更加高效,以解决将来空间飞翔义务面对的海量数据传输问题。

            “月球激光通信演示验证”项目。美国NASA于2013年10月成功展开了“月球激光通信演示验证”(LLCD)项目,从月球轨道与多个地面站分别进行了双向激光通信实验,创造了622兆比特/秒的下行数据传输速度新记录,上行数据传输速度也达到20兆比特/秒,初次验证了空间激光通信体系的可行性和体系在空间情况中的可生计性。

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