[發明專利]全天域激光機載三層多通道反射陣列

有效

• 申請號: 201110096233.2
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN102279392A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 高明;李建超;杜玉軍;侯宏錄;呂宏;王青松
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本發明涉及光學設備技術領域，具體涉及激光測距中的反射陣列，特別涉及一種全天域激光機載三層多通道反射陣列。

背景技術

衛星激光測距是20世紀60年代中期出現的一種高精度空間測量技術，是研究地球科學、海洋學等重要的技術手段，同時還具有重要的軍事應用價值。激光反射陣列是一種光學設備，為提高反射光束的能量，將其安裝在被測目標上，配合激光測距設備，測定激光脈沖從觀測點到裝有反射陣列目標的往返時間間隔，計算出觀測點至目標距離，實現精確測距，同時還可以利用激光實時監測其運動速度、加速度、軌道軌跡等參數，進行有效跟蹤，是實現高精度測距和精密定軌的關鍵技術，測量精度比無線電技術高兩個量級以上。激光反射陣列又稱激光合作目標，這一技術研究在我國乃至世界，目前都是一個較新的前沿課題。

隨著衛星搭載的有效載荷的增加，激光反射陣列的體積和重量受到了嚴格約束。對于一個激光反射陣列來說，光束中心反射的能量還與反射器的數目，即與反射器的反射面積成正比，因此提高激光反射陣列的有效反射面積也是當前發展的趨勢。對于低軌目標，目前主要采用基于全反射原理的單層平面結構，其基本結構是：包括類半球或半圓臺形的反射陣列殼體，在反射陣列殼體上布置角錐棱鏡。現有技術存在的問題是：這種激光反射陣列針對低軌目標測量時，在圓錐半角30.36°范圍內可測，其他區域為測試盲區，反射信號較弱。因此存在遠程角偏小，測距盲區大的缺點。

發明內容

本發明提供全天域激光機載三層多通道反射陣列，以克服現有技術存在的遠程角偏小，測距盲區大的缺點。

為克服現有技術存在的問題，本發明的技術方案是：全天域激光機載三層多通道反射陣列，包括角錐棱鏡、棱鏡蓋、墊圈和類半球形的反射陣列殼體，其特征在于：所述角錐棱鏡設置有15個，15個角錐棱鏡的底面分別平行于15個正三角形平面，一一對應地置于反射陣列殼體內，并用棱鏡蓋和墊圈固定和密封；所述15個正三角形平面以半球冠頂做頂點，兩兩相接，并使相鄰的5個平面構成正五棱錐，外觀上這15個正三角形平面分布于3個不同緯度上，每一緯度5個平面。

上述角錐棱鏡的三個反射面均設計為全反射，并鍍制高內反射薄膜。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、全天域、無盲區：被測目標運動時，運動姿態是不斷變化的。本發明針對低軌目標，通過三層空間分布結構，增加了反射面積，擴大了接收視場，減小了測試盲點，從而保證了不同角度測試角反射器時，能將測試激光束返回，實現無盲區、全天域測試。

2、全天候、高反射效能：在角錐棱鏡的三個相互垂直的面上，鍍制多層高反射薄膜，使其反射率達到99.99%，其光能損失可忽略不計，經大氣傳輸后損失僅為反射總能量的20%，提高了單個角錐棱鏡的反射效能及探測器接收的光能量；另外，在角錐棱鏡底面上加鍍一層憎水膜，使得水珠在鏡片上的接觸角約為90°～?120°，且鍍上這層憎水膜，不影響鏡片原有的透光性能，使得整個反射陣列具備了防水、防霧、高反的特性，適用各種天氣環境。

3、適用范圍廣：不僅適用于目標探測、跟蹤及目標測距，特別是針對飛機、導彈等低軌目標的測距及跟蹤領域。

4、本發明設計的結構結構緊湊，制作簡單，易于大批量生產。

附圖說明：

圖1是圖2沿任意五棱錐靠半球冠頂棱的方向剖視圖；

圖2是反射陣列外形圖；

圖3、圖4是角錐棱鏡結構圖；

圖5、圖6是本發明測量方向投影與航線投影共線時入射角度允許變化范圍示意圖；

圖7是本發明圓周方向入射角度允許變化范圍示意圖。

附圖標記說明如下：

1-角錐棱鏡，?2-棱鏡蓋，?3-墊圈，4-墊圈，5-螺釘，6-反射陣列殼體，7-第一角錐棱鏡，8-第二角錐棱鏡，9-第三角錐棱鏡，10-第四角錐棱鏡，11-第五角錐棱鏡???12-第六角錐棱鏡，13-第七角錐棱鏡，14-第八角錐棱鏡。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細說明。