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Scintillation Loss in Optical Low Earth Orbit Data Downlinks with Avalanche Photodiode Receivers

Giggenbach, Dirk und Moll, Florian (2017) Scintillation Loss in Optical Low Earth Orbit Data Downlinks with Avalanche Photodiode Receivers. In: ICSOS 2017. IEEE Xplore. International Conference on Space Optical Systems 2017 (ICSOS), 2017-11-13 - 2017-11-16, Naha, Japan. doi: 10.1109/ICSOS.2017.8357220.

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Offizielle URL: http://ieeexplore.ieee.org/

Kurzfassung

Future Earth Observation satellite data downlinks via directed laser beams are a promising technique to overcome the data repatriation bottleneck in high resolution sensor missions. A challenge for this technology are received power scintillations induced by atmospheric index-of-refraction turbulence (IRT). The strength of these signal variations depends on the IRT height profile, receiver aperture size, wavelength, and link elevation. We analyze measured optical satellite downlink power vectors to verify a model for the dynamic power scintillation loss. Due to their increased sensitivity compared with PIN-receivers, Avalanche Photo Diodes (APD) are usually used within data receivers on ground. This allows bulk receivers to avoid the demanding coupling onto single-mode detectors. As their sensitivity run is defined by the influence of thermal-, and signal-dependent shot-noise, a new formulation for this dependency is evaluated, and the according modified scintillation loss is quantified. This allows appropriate dimensioning of link budgets and the necessary error control mechanisms to enable reliable high-speed data transfer from low earth orbit satellites to the ground.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/115715/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Scintillation Loss in Optical Low Earth Orbit Data Downlinks with Avalanche Photodiode Receivers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Giggenbach, DirkDirk.Giggenbach (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moll, FlorianFlorian.Moll (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2017
Erschienen in:ICSOS 2017
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICSOS.2017.8357220
Verlag:IEEE Xplore
Status:veröffentlicht
Stichwörter:FSO, optical LEO downlinks, scintillation loss, shot-noise limited receiver, Avalanche Photo Diode, KNOCGOP
Veranstaltungstitel:International Conference on Space Optical Systems 2017 (ICSOS)
Veranstaltungsort:Naha, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:13 November 2017
Veranstaltungsende:16 November 2017
Veranstalter :National Institute of Communications Technology, Japan (NICT)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation und Navigation
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KN - Kommunikation und Navigation
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Multimedia Satellitennetze (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Satellitennetze
Hinterlegt von: Giggenbach, Dr.-Ing. Dirk
Hinterlegt am:28 Nov 2017 13:55
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:20

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