大氣激光通信

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　　大氣激光通信是以激光為傳輸載體以大氣為傳輸媒介的通信方式，與傳統的通信方式相比較，激光通信具有保密性強、抗干擾能力強的突出優點，當戰場受到電磁干擾或者電磁竊聽時需要進人無線電靜默狀態，此時大氣激光通信是一種有效的補充手段，對提高信息對抗能力有很大作用。

　　一個典型的大氣激光通信系統包括一對雙向通信機，每個通信機包括一個發射機和一個接收機。發射機目前一般由半導體激光器(LD)、LD驅動電路、發射天線等組成；接收機由接收天線、光電探測器和信號處理電路組成。下麵對其關鍵技術逐一分析。

　　1.瞄準、捕獲、跟蹤(PAT)系統

　　PAT技術是大氣激光通信的關鍵技術，它是一個光一機一電一體化的高精尖技術。PAT系統主要由四個部分組成，即光學天線伺服平臺、誤差檢測處理器、信標信號產生器及信標光源和控制電腦。研製高精度、大範圍和高動態響應的PAT系統成為目前大氣激光通信的技術難點，同時也帶來大氣激光通信系統的高成本。

　　2.光學天線的收發技術

　　發射光學天線的發射角越大，接收光學天線的接收視場越大，瞄準、捕獲、跟蹤的難度就越小。但是發射視場和接收視場的設計需要考慮發射功率、探測靈敏度、通訊距離等相關因素。因此優化光學天線的收發技術對簡化通信系統起到重要作用。

　　3.LD恆溫驅動技術

　　LD是一種閾值器件，LD的閾值會隨其溫度變化，例如A1GaAs—LD，當溫度從20~C上升到80~C時，它的閾值增大了1．46倍。如果LD的溫度上升後，驅動電流保持不變，輸出功率就會下降，如果電流下降到非線性區域時，輸出波形會發生失真。而設備使用環境溫度範圍一般為一40℃一+55℃。因此為保證LD正常工作，需要有高效率的溫控系統。

　　4.光調製技術

　　根據調製與光源的關係，光調製可分為直接調製和間接調製兩大類。直接調製僅適用於半導體光源(LD和LED)，這種方法是把要傳送的信息轉變為電流信號註人LD或LED，從而獲得相應的光信號，是電源調製方法。間接調製是利用晶體的電光效應、磁光效應、聲光效應等性質來實現對激光輻射的調製。這種調製方式既適用於半導體激光器也適用於其它類型的激光器。直接調製具有簡單、經濟、容易實現等優點，是激光通信中常採用的調製方式。直接調製還可以採用強度調製和編碼調製等不同方式，根據通信系統的需要可以選擇不同的調製方式，以滿足對傳輸環境、傳輸速率、系統成本的要求。

　　5.激光探測技術

　　目前激光探測體制中主要有二極體陣列型、CCD成像型和相干識別型。其中二極體陣列型又可分為攔截探測型和散射探測型兩種。激光通信中需要很高的響應速度、探測靈敏度和抗干擾能力，根據通信系統的需要可以選擇不同的探測體制。

　　與目前廣泛使用的無線電通信方式相比，大氣激光通信具有以下特點。

　　1.傳輸保密性好

　　由於激光傳輸的發散角很小，為毫弧度量級，所以激光通信基本上是點對點通信，對方只有在光斑範圍內才能接收到信號，因而難以被截獲和干擾。

　　2.安裝使用方便

　　大氣激光通信屬於無線通信，不需要架設線路，只要通信的兩個節點之間能夠直視，就能夠通信。而且與微波天線相比，大氣激光通信的設備結構簡單。激光通信系統的天線是光學望遠鏡，與功能類似的微波天線相比，微波天線的直徑達幾十米、重達幾十噸甚至上百噸，而激光天線的直徑只有幾十釐米、重量僅幾公斤。

　　3.信息容量大

　　激光光波作為信息載體可傳輸高達l0Gb／s的數據碼率，甚至更高，這是傳統通信手段所不能比擬的。

　　4.抗電磁干擾能力強

　　激光的頻率極高，普通電磁干擾的方法無法對其進行破壞；同時激光也不會對其它電子設備造成干擾。