| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1. 绪论 | 第9-21页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-11页 |
| 1.2 自由空间光通信技术发展现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 自由空间光通信国外发展现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 自由空间光通信国内发展现状 | 第13-14页 |
| 1.3 自由空间光通信光学系统发展现状 | 第14-18页 |
| 1.3.1 自由空间光通信光学天线技术发展现状 | 第14-17页 |
| 1.3.2 空间光-光纤耦合接收技术发展现状 | 第17-18页 |
| 1.3.3 空间光-光纤耦合自动对准技术发展现状 | 第18页 |
| 1.4 论文的主要研究内容及结构安排 | 第18-21页 |
| 2 理想条件下透镜-单模光纤耦合 | 第21-37页 |
| 2.1 平面波耦合 | 第21-27页 |
| 2.1.1 耦合效率的几何光学分析 | 第22-23页 |
| 2.1.2 耦合效率的模场分析 | 第23-26页 |
| 2.1.3 透镜端面上的耦合效率简化表达 | 第26-27页 |
| 2.2 装配误差引起的耦合效率衰落 | 第27-32页 |
| 2.2.1 径向偏差引起的耦合效率衰落 | 第27-28页 |
| 2.2.2 轴向偏差引起的耦合效率衰落 | 第28-30页 |
| 2.2.3 偏转引起的耦合效率衰落 | 第30-32页 |
| 2.3 高斯光束耦合 | 第32-35页 |
| 2.3.1 高斯光束耦合效率 | 第32-33页 |
| 2.3.2 高斯光束耦合效率实验研究 | 第33-35页 |
| 2.4 小结 | 第35-37页 |
| 3 弱湍流大气中空间平面波-透镜-单模光纤耦合 | 第37-67页 |
| 3.1 大气湍流中光场分布及折射率功率谱 | 第37-45页 |
| 3.1.1 Born近似求解光在大气湍流中的光场分布 | 第37-39页 |
| 3.1.2 Rytov近似求解光在大气湍流中的光场分布 | 第39-42页 |
| 3.1.3 折射率功率谱模型 | 第42-45页 |
| 3.2 大气湍流中透镜耦合 | 第45-52页 |
| 3.2.1 Kolmogorov湍流谱下的耦合效率模型 | 第45-47页 |
| 3.2.2 Von Karman湍流谱下的耦合效率模型 | 第47-48页 |
| 3.2.3 Kolmogorov和Von Karman湍流谱下的耦合效率的仿真对比 | 第48-51页 |
| 3.2.4 Von Karman湍流谱下斜程传输时的耦合效率 | 第51-52页 |
| 3.3 大气湍流中透镜耦合光功率相对起伏方差 | 第52-59页 |
| 3.3.1 大气湍流中透镜-单模光纤耦合功率相对起伏方差 | 第52-54页 |
| 3.3.2 大气湍流中透镜空间光耦合功率相对起伏方差的实验研究 | 第54-58页 |
| 3.3.3 耦合效率及耦合功率抖动方差对FSO通信系统误码率的影响 | 第58-59页 |
| 3.4 大气湍流中透镜阵列的空间光耦合 | 第59-65页 |
| 3.4.1 大气湍流中透镜阵列耦合效率 | 第61-64页 |
| 3.4.2 大气湍流中等面积透镜和透镜阵列耦合实验 | 第64-65页 |
| 3.5 小结 | 第65-67页 |
| 4 空间光耦合自动对准算法 | 第67-85页 |
| 4.1 空间光耦合自动对准概述 | 第67-68页 |
| 4.2 模拟退火算法 | 第68-79页 |
| 4.2.1 模拟退火算法的特点 | 第68-69页 |
| 4.2.2 模拟退火算法流程 | 第69-70页 |
| 4.2.3 模拟退火算法应用于单透镜空间光耦合对准的理论模型 | 第70-72页 |
| 4.2.4 模拟退火算法参数对单透镜空间光耦合对准效果的影响 | 第72-76页 |
| 4.2.5 模拟退火算法应用于透镜阵列空间光耦合对准 | 第76-79页 |
| 4.3 粒子群算法 | 第79-84页 |
| 4.3.1 粒子群算法的特点 | 第79-80页 |
| 4.3.2 粒子群算法算法流程 | 第80-81页 |
| 4.3.3 粒子群算法用于单透镜空间光耦合对准的理论模型 | 第81-82页 |
| 4.3.4 粒子群算法参数对单透镜空间光耦合对准效果的影响 | 第82-84页 |
| 4.4 小结 | 第84-85页 |
| 5 基于马卡天线的阵列光束控制及收发一体化技术研究 | 第85-107页 |
| 5.1 马卡天线概述及存在的问题 | 第85-88页 |
| 5.1.1 马卡天线的结构概述 | 第85-86页 |
| 5.1.2 马卡天线次反射镜对发射效率的影响 | 第86-88页 |
| 5.2 基于马卡天线的阵列高斯光束控制 | 第88-100页 |
| 5.2.1 马卡天线离轴高斯光束发射控制理论研究 | 第88-91页 |
| 5.2.2 马卡天线的单高斯光束离轴发射实验 | 第91-94页 |
| 5.2.3 理想条件下空间阵列高斯光束传输的物理模型 | 第94-96页 |
| 5.2.4 大气湍流中空间阵列高斯光束传输的物理模型 | 第96-98页 |
| 5.2.5 马卡天线的阵列高斯光束离轴发射实验 | 第98-100页 |
| 5.3 马卡天线的空间光耦合性能 | 第100-104页 |
| 5.3.1 大气湍流中马卡天线的耦合效率 | 第101-103页 |
| 5.3.2 湍流大气中马卡天线耦合功率相对起伏方差 | 第103-104页 |
| 5.4 基于马卡天线的收发一体方案 | 第104-106页 |
| 5.4.1 收发一体方案概述 | 第104-105页 |
| 5.4.2 收发一体天线实验分析 | 第105-106页 |
| 5.5 小结 | 第106-107页 |
| 6 总结与展望 | 第107-109页 |
| 6.1 总结 | 第107-108页 |
| 6.2 创新点说明 | 第108页 |
| 6.3 可进一步展开的工作 | 第108-109页 |
| 致谢 | 第109-111页 |
| 参考文献 | 第111-121页 |
| 附录 | 第121-122页 |
| 攻读博士学位期间发表和收录的论文 | 第121页 |
| 攻读博士学位期间获奖 | 第121-122页 |
| 攻读博士学位期间申请专利 | 第122页 |
| 攻读博士学位期间获得软件著作权 | 第122页 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第122页 |
