[發(fā)明專利]適用于機載光電平臺的含光學整流罩的通信發(fā)射裝置

有效

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• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106712853B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王超;江倫;佟首峰;李英超;劉壯
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;G02B27/09
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

本發(fā)明適用于機載光電平臺的含光學整流罩的通信發(fā)射裝置，屬于激光通信技術(shù)領(lǐng)域，包括發(fā)射光纖頭、發(fā)射天線、補償透鏡和整流罩。發(fā)射光纖頭發(fā)射的激光信號首先入射至發(fā)射天線，經(jīng)發(fā)射天線整形后，依次經(jīng)過補償透鏡和整流罩，最后發(fā)射至遠處。整流罩為內(nèi)、外表面同心的半球形或球冠形整流罩，發(fā)射天線可繞萬向節(jié)點轉(zhuǎn)動，從而向半角不超過54°的立體角內(nèi)的不同方位發(fā)射通信光束。發(fā)射天線的萬向節(jié)點與整流罩內(nèi)、外表面的球心不重合，但位于整流罩的中軸線上。補償透鏡為內(nèi)、外表面均為球面的彎月形透鏡。本發(fā)明使用一片球面補償透鏡，解決了整流罩在不同發(fā)射角時導致通信光束出現(xiàn)不同程度的遠場發(fā)散角變大的問題，增加了通信距離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光通信領(lǐng)域，尤其是涉及含光學整流罩的通信發(fā)射裝置。

背景技術(shù)

機載激光通信是激光通信領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。相對于地面平臺，機載平臺不僅對載荷有嚴格的尺寸重量和功耗要求，且具有移動速度快、振動大、環(huán)境惡劣、安裝方式較為特殊等特點。

機載光電平臺前端往往覆蓋有半球或球冠形光學整流罩，在兼顧平臺氣動性能的同時起到保護后方設(shè)備的作用。為了與不同位置的目標進行信息互通，機載激光通信光學天線可繞其萬向節(jié)點進行旋轉(zhuǎn)，改變光束發(fā)射角。當該萬向節(jié)點與同心球形整流罩內(nèi)、外表面的球心不重合時，整流罩將給非零發(fā)射角的光束引入非對稱像差，從而導致通信光束散角增大，變得更為發(fā)散，造成可通信距離減小，且通信光發(fā)射角度不同的情況下，束散角增大效應也不同。目前國內(nèi)外研究多致力于對整流罩造成的整流罩后探測系統(tǒng)成像質(zhì)量的下降進行補償，幾乎沒有修正通信激光光束從整流罩內(nèi)部出射所造成的遠場發(fā)散角變化的方法的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供了適用于機載光電平臺的含光學整流罩的通信發(fā)射裝置，能在±54°發(fā)射角范圍內(nèi)修正整流罩給通信發(fā)射光束帶來的遠場發(fā)散角擴大效應。

為了達到上述目的，本發(fā)明提出了一種適用于機載光電平臺的含光學整流罩的通信發(fā)射裝置，其特征是：包括發(fā)射光纖頭、發(fā)射天線、補償透鏡和整流罩，在光的傳播方向上，所述發(fā)射光纖頭、發(fā)射天線、補償透鏡和整流罩依次按順序置于機載光電平臺上，且補償透鏡的中軸線與整流罩的中軸線共線，其中發(fā)射天線具有萬向節(jié)點，且萬向節(jié)點位于整流罩的中軸線上，發(fā)射天線通過萬向節(jié)點旋轉(zhuǎn)；

其中整流罩為內(nèi)表面、外表面同心的半球形或球冠形整流罩；

其中發(fā)射天線的萬向節(jié)點與整流罩內(nèi)表面、外表面的球心不重合。

進一步，所述發(fā)射天線的通光孔徑大小不超過整流罩外表面曲率半徑的三分之一。

進一步，所述發(fā)射天線繞萬向節(jié)點轉(zhuǎn)動，發(fā)射天線發(fā)射通信光束的角度與整流罩的中軸線夾角小于等于54°。

進一步，所述補償透鏡為彎月形，其內(nèi)表面和外表面均為球面。

通過上述設(shè)計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：現(xiàn)有技術(shù)中，當機載激光通信發(fā)射光束的轉(zhuǎn)動中心不在其光電平臺的同心球形光學整流罩內(nèi)、外表面球心的情況下，整流罩將給不同發(fā)射角度的光束帶來不同的發(fā)散角增大的影響。本發(fā)明在整流罩前方加入一片補償透鏡，對整流罩罩體引起的負光焦度進行補償。補償透鏡在±54°發(fā)射角度范圍內(nèi)很好地修正了整流罩引起的通信光束發(fā)散角擴大的現(xiàn)象，比未加補償透鏡前大大增加了通信距離。補償透鏡結(jié)構(gòu)簡單，不會過多占用機艙內(nèi)部的有限空間，透鏡前后表面面形均為球面，加工檢測難度不大，成本較低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明適用于機載光電平臺的含光學整流罩的通信發(fā)射裝置在通信光束發(fā)射角為0°時的示意圖。

圖2是本發(fā)明適用于機載光電平臺的含光學整流罩的通信發(fā)射裝置在通信光束發(fā)射角為54°時的示意圖。

圖3是未加補償透鏡之前發(fā)射天線發(fā)出的0°光束通過整流罩的示意圖。

圖4是未加補償透鏡之前發(fā)射天線發(fā)出的54°光束通過整流罩的示意圖。