题目：相干检测在深空光通信中的应用研究

深空通常是指距地球200万公里以外的空间，深空通信是指比地球卫星还远的探测器之间或探测器与地球间的通信。与传统的射频无线通信相比，激光通信拥有超大的带宽，较小的终端体积和重量，较低的成本，较强的适应性，成为深空通信的重要发展方向。深空激光通信的传输距离非常远，光信号在远程信道传输过程中强烈衰减、并受到太阳、星光等背景光、大气湍流、大气吸收、多普勒频移、静态瞄准误差和瞄准抖动误差等影响，接收机所能接收到的光功率极小。当信号功率小于接收机灵敏度时，误码率急剧增大。而相干检测技术，可提高接收机灵敏度。因此，本论文将相干检测技术应用于深空激光通信系统中，研究其对系统性能的改善。论文应用Matlab软件搭建了深空信道模型，考虑了信道衰减、深空背景噪声、大气湍流等信道特征。论文还应用Optisystem软件搭建了光发送机、接收机模型，并与深空信道模型相结合，建立了完整的系统仿真平台。利于此平台可以研究多大气湍流、跟踪误差、深空衰减、背景光噪声对系统性能的影响及相干检测对系统性能的改善。深空信道距离非常遥远，对于高斯光束，瞄准误差已经成为影响激光通信链路性能的重要因素。论文分析了瞄准误差对基于OOK、PPM调制的星地激光通信系统上行链路的影响，仿真结果表明，瞄准误差恶化了系统性能，并且工作波长越短、天顶角越大，恶化的程度越严重；存在一个最佳的发射光束半径，使闪烁指数最小且此半径随着瞄准误差增大而减小。系统设计需要考虑瞄准误差时，选择工作波长较长，天顶角较小，发射半径最佳的激光信号，可以大幅度提高系统性能。