АНАЛИЗ ВОСХОДЯЩЕГО ЛАЗЕРНОГО КАНАЛА СПУТНИКОВОЙ КОММУНИКАЦИИ В УСЛОВИЯХ АТМОСФЕРНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ
Ключевые слова:
Спутниковая связь, лазерная система, однополосное оптическое излучение, квадратурная фазовая манипуляция, радиосигнал на поднесущей частоте, атмосферная турбулентность, ошибка наведения, оптический модулятор Маха-ЦендераАннотация
По сравнению с традиционной спутниковой радиосвязью методы лазерной связи де-
монстрируют более высокую производительность с точки зрения доступных скоростей
передачи данных, а также гарантируют снижение массогабаритных показателей, умень-
шение веса и мощности аппаратуры на летательном аппарате. В системе спутниковой
связи лазерный передатчик генерирует узкий пучок модулированного излучения. Лазерный
луч, распространяющийся в атмосфере по направлению к оптическому приемнику, может
испытывать значительные случайные флуктуации оптической интенсивности из-за тур-
булентности, что приводит к потере мощности и ухудшению характеристик системы.
В системе с мультиплексированием поднесущих (SCM) несколько несущих информацию
радиосигналов электрически модулируются на разных поднесущих радиочастотах. Анало-
говые или цифровые сигналы, несущие информацию, могут иметь различные форматы
модуляции. Высокая устойчивость к воздействию турбулентности атмосферы достига-
ется с помощью однополосной модуляции. Оптическое излучение с одной боковой полосой
(OSSB) обычно генерируется с использованием модулятора Маха-Цендера (MZM) с двумя плечами. В статье проанализирован канала спутниковой связи в условиях атмосферной тур-
булентности, где однополосное оптическое излучение с модулировано радиосигналом на под-
несущей частоте с квадратурной фазовой манипуляцией. Разработана модель канала связи,
учитывающая как атмосферную турбулентность, так и основные параметры передающей и
приёмной станций. Численные результаты, представленные в исследовании лазерной спут-
никовой связи, основаны на атмосферной высотной модели структурной характеристики
флуктуаций показателя преломления Хафнагеля-Валли. Проведенный анализ позволяет оце-
нить влияние на принимаемую мощность оптического излучения атмосферной турбулентно-
сти, ошибки наведения и диаметра приёмной апертуры телескопов при передаче лазерного
сигнала между наземной станцией и спутником для системы лазерной связи.
