论文摘要
海洋中蕴藏着丰富的资源,而且是保证水下航行隐蔽性的天然屏障。在商业领域,希望对海洋的探测进一步深入,充分开发和利用海底资源;在军事领域,未来水下作战要求潜艇与陆、海、空中的系统协同配合,这两方面都对水下无线通信技术提出了更高的要求。传统的水下无线电通信技术和水声通信技术都具有传输速率低,通信带宽有限等缺点,水下无线光通信技术通信速率高、频带宽、保密性能好,得到世界各国研究者的重视。半导体泵浦固体激光器（Diode Pumped Solid State Laser,DPSS）具有峰值功率高、光束质量好、转换效率高、线宽窄的特点。所以本文在分析海水信道的基础上对半导体泵浦固体激光器HF532的DPIM调制技术进行研究。分析了DPIM调制原理,并与OOK、PPM调制方式进行仿真比较,得出DPIM调制技术具有较高的功率利用率、频带利用率和抗干扰性强,不需要符号同步的结论。重点研究DPIM调制技术对HF532激光器调制性能的影响,对DPIM信息帧中的保护时段、激光脉冲宽度以及调制位数等进行分析,提出了以FPGA为控制核心的DPIM调制系统方案及设计了电光调Q驱动电路。最后对DPIM调制系统进行硬件测试,测试结果表明该系统能实现脉冲宽度为3ns的DPIM调制脉冲,满足实际应用中HF532激光器脉冲宽度为2-3ns,重复频率为70kHz-100kHz的需求。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论 1.1 研究目的及意义 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国外研究现状 1.2.2 国内研究现状 1.3 研究内容及安排第2章 海水信道传输衰减效应及功率损耗分析 2.1 海水的光学特性 2.2 光在海水中的衰减效应 2.2.1 纯海水引起的光学衰减效应 2.2.2 海水引起的光学衰减效应 2.3 海水信道功率损耗分析 2.3.1 海水衰减 2.3.2 光束扩展 2.3.3 水下光脉冲的时域展宽 2.3.4 热晕效应与海水扰动现象 2.4 海水信道通信链路模型 2.5 本章小结第3章 水下无线光通信调制技术性能分析 3.1 水下无线光通信的光调制技术 3.1.1 光调制技术的分类 3.1.2 光调制的性能指标 3.2 水下无线光通信系统调制方案的选择 3.3 不同调制方式的基本原理 3.3.1 开关键控（OOK） 3.3.2 脉冲位置调制（PPM） 3.3.3 数字脉冲间隔调制（DPIM） 3.4 不同调制方式的性能分析 3.4.1 平均发射功率需求分析 3.4.2 带宽需求分析 3.4.3 单位传信率分析 3.4.4 差错性能分析 3.5 本章小结第4章 HF532激光器DPIM调制及驱动技术 4.1 调Q半导体泵浦固体激光器 4.1.1 调Q原理 4.1.2 电光调Q技术 4.1.3 调Q半导体泵浦固体激光器特性 4.2 DPIM调制对HF532激光器的影响 4.2.1 DPIM时隙分析 4.2.2 脉宽与时隙宽度分析 4.2.3 调制位数分析 4.2.4 HF532激光器调制性能 4.3 DPIM调制系统的实现 4.3.1 DPIM调制系统设计 4.3.2 DPIM调制系统的FPGA实现 4.4 HF532激光器驱动电路设计 4.4.1 脉冲整形及功率放大电路 4.4.2 开关电源电路 4.4.3 直流高压产生电路 4.4.4 高压开关电路 4.4.5 外围辅助电路 4.5 本章小结第5章 系统测试与仿真 5.1 HF532激光器实验平台搭建 5.2 DPIM调制系统的仿真 5.2.1 PLL的仿真 5.2.2 二进制m序列的产生及仿真 5.2.3 串并转换的仿真 5.2.4 DPIM调制系统的仿真 5.3 DPIM调制系统的硬件测试 5.4 电光调Q实验仿真 5.5 本章小结第6章 总结与展望 6.1 论文总结 6.2 展望参考文献附录A 攻读硕士学位期间发表的论文和专利致谢
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 杨悦
导师: 李洪祚
关键词: 水下无线光通信,激光器,电光调
来源: 长春理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 物理学,无线电电子学,电信技术
单位: 长春理工大学
分类号: TN929.1;TN248
总页数: 82
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标签：水下无线光通信论文; 激光器论文; 电光调论文;
水下光通信中HF532激光器的DPIM调制技术研究
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