Исследование и разработка радиотехнических устройств повышения энергопотенциала лазерных атмосферных линий связи

• Автор: Ан, Вячеслав Ильич
• Шифр специальности: 05.12.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Современное состояние и пути совершенствования
лазерных атмосферных линий связи
1.1. Линии связи общего назначения
1.2. Проблема увеличения дальности лазерной связи
и радиотехнические методы ее решения
1.2.1. Повышение точности взаимного наведения антенн
оптических приемо-передатчиков
1.2.2. Линии с автослежением за направлением лазерного луча
1.2.3. Улучшение характеристик лазерных передающих устройств
Выводы
2. Ключевые каскады на мощных МДП-транзисторах в формирователях сильноточных наносекундных
импульсов тока
2.1. Ключи с низкоомной нагрузкой на мощных МДП-транзисторах с вертикальным каналом
2.2. Положительная обратная связь в ключевом каскаде на мощном МДП-транзисторе с двухтактной управляющей
схемой
2.3. Моделирование ключа на мощном МДП-транзисторе, охваченного положительной обратной связью
2.4. Двухтактная схема с положительной обратной связью
для запуска ключа на мощном полевом транзисторе
Выводы

3. Схемотехническая разработка формирователей импульсов накачки полупроводниковых излучателей
3.1. Источник импульсного питания полупроводниковых излучателей малой и средней мощности
3.2. Источник импульсного питания полупроводниковой
лазерной решетки
Выводы
4. Выбор угла расходимости луча
в лазерной атмосферной линии связи
4.1. Вычисление среднего значения степенной функции
мощности, принимаемой оптической антенной
4.2. Метод оценки среднеквадратической ошибки измерения угла ориентации лазерного луча
квадрантным фотоприемником
4.3. Интервал допустимых углов расходимости луча
4.4. Равномерная шкала углов расходимости луча для
лазерной атмосферной линии связи с неуправляемым лучом
Выводы
Заключение
Литература
Приложение
Введение
Одна из основных тенденций развития средств связи - освоение все более высокочастотных диапазонов электромагнитных волн. В настоящее время весьма перспективным является применение лазерной атмосферной связи - нового вида связи, использующего, как правило, ближний инфракрасный диапазон волн для передачи информации по открытому атмосферному каналу в условиях прямой видимости. Интерес к этому виду связи возник в связи с перегруженностью радиодиапазона, потребностью в средствах передачи информации со скоростями, недостижимыми средствами радиосвязи, возросшими требованиями информационной и экологической безопасности.
В создании единого мирового информационного пространства главная роль отводится оптическим видам связи [1]. Наряду с волоконно-оптическими линиями планируется широкое использование лазерных атмосферных линий связи (ЛАЛС). Последние должны осуществить интеграцию локальных сетей с глобальными, интеграцию удаленных друг от друга локальных сетей, а также обеспечить нужды цифровой телефонии.
Важнейшей проблемой является ограничение дальности действия ЛАЛС из-за сильного ослабления лазерного излучения атмосферными аэрозольными образованиями [2,3]. Решение этой проблемы возможно за счет повышения энергопотенциала ЛАЛС радиотехническими средствами. Под энергопотенциалом понимается отношение мощности, собираемой приемной антенной, к спектральной плотности шумов на входе оптического приемника [4]. Наиболее актуальным на сегодняшний день является увеличение дальности действия ЛАЛС с неуправляемым лучом, составляющих абсолютное большинство действующих линий. В линиях данного типа ориентация худа и угол его расходимости во время передачи данных не изменяются. Известно, что атмосферные искажения приводят к флуктуациям мощности, собираемой приемной антенной. Случайные отклонения лазерного луча от

большого напряжения затвор-исток транзистора повторителя. Введение ПОС в цепь управления транзистора УТ2 позволяет устранить эти недостатки. Но прежде необходимо разработать математическую модель ключа, охваченного ПОС, чтобы обосновать повышение быстродействия ключа и увеличение амплитуды выходного импульса. В литературе отсутствует описание такой модели и дается лишь качественное описание работы ключевых схем с ПОС [40,42,48,49].
Выводы.
Повышение энергопотенциала современных ЛАЛС может быть достигнуто радиотехническими средствами. В ЛАЛС с неуправляемым лучом увеличить мощность, собираемую приемной антенной, можно путем уменьшения угла расходимости лазерного луча за счет повышения точности первоначального наведения приемо-передающих оптических антенн и оптимального выбора величины этого угла с учетом возникающей при наведении ошибки. Для этого необходимо ввести в состав ЛАЛС специальные средства наведения, включающие устройства для измерения углов отклонений луча от заданного направления. Введение таких средств позволит не только уменьшить ошибку наведения антенн, но также сократить продолжительность выполнения операции наведения.
Для ЛАЛС с повышенной дальностью действия рост энергопотенциала может быть достигнут путем применения более мощных лазеров и более совершенных схем их накачки. Перспективным направлением в конструировании формирователей импульсов тока накачки полупроводниковых излучателей является использование в них ключевых устройств на мощных МДП-транзиеторах, охваченных положительной обратной связью.