Feasibility demonstration of AO pre-compensation for GEO feeder links in a relevant environment - ONERA - Office national d'études et de recherches aérospatiales Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Optics Express Année : 2022

Feasibility demonstration of AO pre-compensation for GEO feeder links in a relevant environment

Démonstration de faisabilité d'un lien pré-compensé par OA pour les liens GEO feeder dans un environnement représentatif

Résumé

Optical technologies are extremely competitive candidates to achieve very-high throughput links between ground and GEO satellites; however, their feasibility relies on the ability to mitigate channel impairments due to atmospheric turbulence. For that purpose, Adaptive Optics (AO) has already proved to be highly efficient on the downlink. However, for the uplink, anisoplanatism induced by point-ahead angle (PAA) compromises AO pre-compensation efficiency to an extent that depends on propagation conditions. The ability to properly assess the anisoplanatism impact in a wide variety of conditions is thus critical in designing the optical ground terminals. In this paper, we demonstrate the consistency of experimental coupled flux statistics with results coming from performance and end-to-end models, on an AO pre-compensated 13 km slant path in Tenerife. This validation is demonstrated in a wide variety of turbulence conditions, hence consolidating propagation channel models that are of critical importance for the reliability of future GEO feeder links. We then compare experimental results to theoretical on-sky performance, and discuss to what extent such slant path or horizontal path experiments can be representative of real GEO links.
Les technologies optiques sont un candidat très compétitif pour réaliser des liaisons à très haut débit entre le sol et les satellites GEO, mais leur faisabilité dépend de la capacité à atténuer les dégradations de canal dues aux turbulences atmosphériques. À cette fin, l'optique adaptative (OA) s'est déjà révélée très efficace sur le lien descendant. Cependant, pour la liaison montante, l'anisoplanétisme induit par l'angle de pointage en avant (PAA) compromet l'efficacité de la précompensation par l'OA avec une importance qui dépend des conditions de propagation. La capacité d'évaluer correctement l'impact de l'anisoplanétisme dans une grande variété de conditions est donc essentielle pour concevoir les terminaux terrestres optiques. Dans cet article, nous démontrons la cohérence des statistiques expérimentales de flux couplé avec les résultats provenant des modèles de performance et bout en bout, sur un trajet oblique de 13 km pré-compensé par OA à Tenerife. Cette validation est démontrée dans une grande variété de conditions de turbulence, consolidant ainsi les modèles de canaux de propagation qui sont d'une importance critique pour la fiabilité des futures liaisons de connexion GEO. Nous comparons ensuite les résultats expérimentaux aux performances théoriques sur le ciel, et discutons de la mesure dans laquelle ces expériences avec lignes de visées obliques ou horizontales peuvent être représentatives des liaisons GEO réelles.
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Dates et versions

hal-03898930 , version 1 (20-01-2023)

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Citer

Aurélie Montmerle Bonnefois, Marie-Thérése Velluet, Mahawa Cissé, Caroline Lim, Jean-Marc Conan, et al.. Feasibility demonstration of AO pre-compensation for GEO feeder links in a relevant environment. Optics Express, 2022, 30 (26), pp.47179. ⟨10.1364/OE.470705⟩. ⟨hal-03898930⟩
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