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能量收发效率对共焦点反射式光通信组网天线系统性能的影响

作者: 张涛 付强 姜会林 曹桂兴    长春理工大学空地激光通信技术国防重点学科实验室 吉林长春130022 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室 吉林长春130022 中国空间技术研究院通信卫星事业部 北京100094

关键词: 光通信 组网 天线系统 旋转抛物面 能量效率

摘要:激光通信组网天线系统能量发射效率与接收效率的高低决定了其通信能力的强弱。针对这一问题,提出了一种新型组网天线系统基本模型,分析其能量发射效率与接收效率的算法并进行数学建模,推导出了其能量发射效率与接收效率的计算公式,深入讨论了能量发射效率和能量接收效率与旋转抛物面上下开口直径、焦距以及会聚透镜单元口径、焦距等光学结构参数的准确函数关系,相关结论可应用于激光通信组网天线光学结构的设计与优化。最后以三颗低地球轨道(LEO)卫星在距离1000km范围内、以高于2.5Gb/s的速率进行组网通信为背景,通过分析和计算得出满足通信条件的激光器最小发射功率、组网天线系统的发射效率随跟踪通信角度的变化曲线以及接收效率。


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