机载激光通信系统发展现状与趋势

摘要：本文首先介绍了激光通信的突出地位和重大成果， 说明机载激光通信技术的先进性和重要性。然后阐明了机载激光通信系统的工作原理， 说明进行机载激光通信研究的可行性。接着简要叙述了机载激光通信系统的发展历史和国内外研究现状， 重点对其性能指标和技术特点进行了分析。在此基础上， 提出了机载激光通信的关键技术， 并指出其应用前景和发展趋势。在不久的未来， 机载激光通信将会成为信息化战争必不可少的通信手段。

1.引言

自由空间激光通信在近年来受到国内外的广泛关注。2006年， 日本的低轨卫星 OICETS与欧洲的静止轨道卫星ARTEMIS进行了50Mb-ps的单向激光通信。2008年， 德国的 Terra-SAR-x卫 星 和 美 国 的 NFIRE卫 星 实 现 了5.625Gbps 的双向激光通信。2013年， 美国的月基激光通信终端LLST与地基激光通信终端LLGT进行了622Mbps 的超远距离通信。

作为激光通信发展的一个重要方向， 机载激光通信也同样受到了充分重视。美国的空军研究实验室（ AFRL ） 从20世纪70年代开始就开始进行机载激光通信技术的研究。经过多年的研究， AFRL证明了机载激光通信的可能性， 并且研制了多个激光通信终端。此外， 喷气推进实验室 （JPL） 、林 肯 实 验 室、德 国 宇 航 局（DLR ）、 美国海军实验室（ NRL ）也对机载激光通信技术进行了深入研究。

机载激光通信主要针对5~15km高度的有人驾驶飞机， 但是也朝着17~25km高空平台发展， 包括无人机、 飞船和高空气球等。这个高度处于平流层， 大气湍流和衰减相对较弱， 并且没有云层遮挡， 因此可以利用高空平台作为星地激光通信的中继站。同时， 平流层大气活动相对平静， 覆盖范围广， 非常适合于进行广域侦察与局域网通信。

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